| 研究課題/領域番号 |
16F16037
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
北川 進 京都大学, 物質－細胞統合システム拠点, 教授 (20140303)
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| 研究分担者 |
CRAIG GAVIN 京都大学, 物質－細胞統合システム拠点, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2016-10-07 – 2019-03-31
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| キーワード | 多孔性金属錯体 / 金属錯体多面体 / 構造変化 / 脱着 |
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| 研究実績の概要 |
多孔性配位高分子（PCP)は、その本質的に内包するナノサイズの空間によりガス吸蔵・ガス分離への応用が期待されている新しい多孔性材料である。PCP/MOFを含めた多孔性の研究はこれまで、「細孔にはいってくる」分子の制御により、吸着、分離、触媒、センサーといった機能を達成してきた。しかしながら、その逆の現象である「細孔からでていく」分子の制御に関してはあまり注力されておらず、実際に新しい機能かつ、ドラッグデリバリー、分離などに直結するはずの脱着機能に関しては、一般的な制御手法すら確立されていない。本研究では、外場（磁場、光、圧力、温度などの物理刺激）に応答して構造変化を起こすスイッチング機能を持つ金属錯体を構築素子としてPCPを構築し、内部空間に閉じ込めたゲスト分子を外場により自在に放出するシステムを構築する。
本研究では特に、すでに内部空間を有する金属錯体多面体（MOP）を基本骨格とし、MOPを様々な条件で集積させることで新しい配位高分子を得ることを目的にしている。その際には、結晶性に限らず非晶質相が合成され、その構造的内部自由度を制御した新しい空間材料を創製すると共に、特に温度や圧力により構造へかを起こす材料系の構築を目指している。これまでに、ロジウム、銅、パラジウム、ニッケル、亜鉛などを中心金属とした新規MOPの合成に成功した。その分子性集積状態はほぼ同様にも関わらず、構造変化を伴ったガス分子の吸脱着挙動が金属イオンに依存することを見出した。このMOPを基本骨格としたPCPは新しい多孔性材料になりうることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
わずか半年間で、ロジウム、銅、パラジウム、ニッケル、亜鉛などを中心金属とした様々な新規MOPの合成に成功した。また、分子性結晶にも関わらず、協同的な構造変化をともなう吸着・脱着現象を発見しており、非常に順調に研究は進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、分子レベルでのMOPへの修飾、MOPの集積構造、結晶性・非晶質性と構造変化を伴う吸着・脱着現象の相関をあきらかにする予定である。また、構造変化の温度・圧力依存性を詳細に研究することで、外場に応答して脱着を制御する系の包括的な理解をすすめる。
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