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本申請研究では、自身が見いだした「ナノスケールで近接する疎水界面近傍で静電相互作用は増強される」現象を利用し、これまで実現が困難であった新たな機能性表面を開発することを目的とする。具体的には、「ハイドロゲルの接着・摩擦制御」、「pH可変固体酸触媒」、「高い物質選択性を有するナノチャネル」の開発に挑戦する。これらは物質界面での分子間相互作用を制御することにより実現可能であると考えられるが、界面における相互作用の理解が進んでいないが故に開発が困難であった。申請者は表面化学・超分子化学・有機合成化学を駆使してこの難題に挑む。
最終年度に当たる今年度は、内壁がフッ素で覆われたナノチャネルの開発研究を引き続き行った。これまで合成された4種類のマクロサイクルよりもさらに小さいマクロサイクルの合成に挑戦した。これまでの知見により穴のサイズが小さければ小さい程水透過能が早くなると言う知見から、さらに小さい今回のマクロサイクルはさらなる高速水透過が期待できる。種々の検討の結果、これまで同様にコンポーネントとなる小分子をワンポットで縮合する方法では目的分子を得ることはできなかった。それは、今回のマクロサイクルは環ひずみが大きくなりすぎたためであると考えられた。そこで環の部分構造を先に合成し、それを後からカップリングするという手法で再度検討を行ったところ、目的物を得る事に成功した。これで大小合わせて5種類のフッ素マクロサイクルが得られた事になる。今後水透過能や脱塩能の試験を行い、水処理膜への応用に道筋をつける。
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