Molecular sieving effect induced by dynamic fluctuation of framework flexibility and its application to isomer separation

• Project/Area Number: 24K08360
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 上田 貴洋 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (70294155)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯山 拓 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (30313828)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 分子篩効果 / 金属有機構造体 / 物理吸着 / 気体分離 / 構造異性体

Outline of Research at the Start

高効率・高選択的な分子分離技術は、次世代の省エネルギー戦略を支える重要な基盤技術の一つである。特に、低分子量で構造が僅かに異なる立体異性体（cis－trans異性体、配座異性体など）を高効率で分離する手法の開発が急務である。本研究課題では、骨格柔軟性を有する多孔性配位高分子の動的構造揺らぎに基づく新しい吸着機構である「過渡的ゲート機構」と、その開口部と吸着分子との間で生じるCH/π相互作用による拡散遷移状態の安定化を組み合わせて、吸着分子の立体異性体（cis－trans異性体、配座異性体など）が示す分子動態や分子構造のわずかな違いを認識できる新しい分子ふるい機能を提案する。