2015 Fiscal Year Annual Research Report
液晶構造を有する球状金属錯体の気体分離材料への応用
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15J10377
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
内田 淳也 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 液晶 / 自己組織化 / 超分子錯体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中空構造を有する球状金属錯体は自己組織化により簡便な手法で作製でき、化学修飾により球の内部および外部に様々な機能を付与できるため注目を集めている。しかし従来の機能化は溶液系が中心であり、凝集状態における機能化を行った例は極めて限られている。一方、液晶は自己組織的に秩序構造を形成するソフトマテリアルであり、液晶の配列制御、および球状金属錯体特有の中空構造や官能基の集積効果を分離材料へと応用することができれば、新しい機能性材料の構築が期待できる。本研究では、球状金属錯体の集合構造制御を基盤とする物質輸送・分離機能を有する材料開発を目指している。
本年度は球状金属錯体の外部修飾メソゲン基が液晶の集合構造に及ぼす影響をより詳細に調べるため、剛直部位の長さが異なるメソゲン基をオキシエチレン鎖を介して連結した二座配位子を新たに設計・合成し、金属パラジウム塩との錯形成反応により球状金属錯体の構築を行った。得られた球状金属錯体は各種核磁気共鳴(NMR)測定および質量分析(MS)測定による構造解析により、一義的な球状構造を有していることが確認された。これらの球状金属錯体のリオトロピック液晶状態における集合構造を調べたところ分子配列の異なる層状構造の形成を示唆する結果が得られ、メソゲン基の剛直部位の長さを調節することで球状金属錯体の集合構造制御に成功したといえる。
本研究においてメソゲン基の構造により巨大構造体の集合構造を制御することができたことから、配位子に導入するメソゲン基の分子設計によりさらに多様な集合構造の構築が可能になると期待される。また本研究で得られた球状金属錯体は、メソゲン基の構造に応じて他成分との相溶性の制御が可能である。以上のことから、本研究で得られた中空構造を有する球状金属錯体の集合構造制御に関する知見は、新しい機能性複合材料の開発につながるものと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の研究により、メソゲン基の構造が球状金属錯体の液晶構造に与える影響について基礎的な知見を収集することができた。また、メソゲン基の分子設計により球状金属錯体と他成分との相溶性のチューニングが可能であることが示された。これらの知見は今後の材料開発の指針となることが期待できるため、平成27年度の研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
超分子構造体を機能性材料へと応用するため、架橋構造の導入やポリマーとの複合化を行う。これまでに得られた知見を活かした分子設計により構造制御を行い、また球状金属錯体への相互作用部位の導入により機能付与を試みる。
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