2018 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of anisotropic porous materials through face-selective conjugation of porous molecular crystals
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16K14060
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田代 省平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80420230)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 多孔性結晶 / コアーシェル結晶 / 一次元細孔 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、我々が独自に開発した一次元細孔を有する多孔性分子結晶を基盤として、複数の多孔性結晶間を異方的に接合することにより、異なる一次元細孔が連結された新規複合結晶材料を創製することを目的として研究を進めた。特に本研究で扱う多孔性結晶は、細孔内で種々の分子を位置選択的に認識・配列できることから、そのような特異な細孔を異方的に接合することにより、高効率な分子輸送システムや、段階的触媒反応場の構築などが実現できると考えられる。本研究目標を実現するための一つの方法論として、一つの多孔性結晶を結晶核として、その周りに類似の多孔性結晶を成長させることによって、２つの異なる一次元細孔が異方的に接合されたコアーシェル型多孔性結晶を作成することを考えた。実際に実験を行って得られた構造は、各種の顕微分光法とともに、単結晶X線回折測定によって同定した。例えば、得られたコアーシェル結晶のコア、シェル部それぞれの単結晶X線回折測定を行うことにより、コアーシェル構造においても当初の多孔性構造が十分保たれていることが明らかとなった。また、コアーシェル結晶内部に形成された接合ナノチャネルを活用して、色素分子の異方的輸送についても検討を行った。さらに、コア、シェル部それぞれに別の反応試薬を担持することによって、一つの結晶内で逐次反応場を形成することについても試みた。既存のコアーシェル型多孔性結晶は三次元的な細孔を持つものが多いことから、本研究で開発した一次元細孔型コアーシェル結晶は、異方性機能を発現する上で重要な構造モチーフになり得ることが示された。
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