2020 Fiscal Year Annual Research Report
Crystal downsizing of two-dimensional coordination polymers for control of their structural dynamics
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18K14245
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
大谷 亮 九州大学, 理学研究院, 准教授 (30733729)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 配位高分子 / 熱膨張 / 水吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属イオンを有機配位子で架橋した無限骨格を持つ配位高分子は、柔軟な配位結合ネットワークに基づいた構造ダイナミクスを示し、ガスや熱、圧力などの外部刺激に対して特異な構造変化すなわち応答性を示す物質群である。本研究では、異方的な構造有する二次元シート型配位高分子[Mn(salen)]2[MnN(CN)4](1)と[Mn(salen)]2[ReN(CN)4](2)に着目し、ナノ粒子化することでドメインサイズと配位結合強度が特に熱・圧力といった物理刺激応答性に与える影響について明らかにすることを目的としている。前年度までに、1と2はReとMnの原子半径の違いを反映して二次元シートのジグザグピッチに違いが観測され、異方的熱膨張の大きさや結晶水の数の違いを見出している。また、ナノ粒子化により熱膨張係数が小さくなることが分かった。
そこで、1と2の粉末およびナノ粒子の作成を行い、特に水吸着測定からゲスト取り込みについて検討した。両化合物において、ナノ粒子の方が粉末試料よりも1分子多く水吸着を示すことが明らかとなった。SPring-8での回折データを基にリートベルト解析をおこなったところ、ナノ粒子においては二次元シートがより波打った構造に変化することで面内のチャネルが大きくなり、新たな水吸着サイトが発現したことが分かった。
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