多孔性分子結晶の面選択的接合を介した異方集積体ポーラス材料の創製

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14060
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田代 省平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80420230)
• 研究協力者: 塩谷 光彦 ; 三井 伸也 ; 松下 信之
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 多孔性結晶 / ポーラス材料 / コア-シェル結晶

研究成果の概要

本研究では、一次元細孔を有する多孔性分子結晶metal-macrocycle framework (MMF)を面選択的に接合することにより、新たな異方集積体ポーラス材料を創製することを目指して研究を進めた。MMF結晶の面選択的な接合を実現するため、異種MMF結晶のエピタキシャル成長を介したコア-シェル型複合結晶を作成した。作成したコア-シェル型MMF結晶は、各種顕微分光法やX線光電子分光法によって分析を行うとともに、単結晶X線回折測定から単結晶性および一次元細孔構造が保たれていることも明らかとなった。

自由記述の分野

超分子化学、錯体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、多孔性配位高分子をはじめとする多孔性結晶が新たな機能性材料として注目を集めており、分子の貯蔵や輸送、混合物分離、触媒反応に向けて様々な研究が進められている。これら結晶材料のさらなる高機能化を実現するためには、複数の結晶が協同的に作用する集積体ポーラス材料を創製する必要がある。本研究で作成したコア-シェル型MMF結晶は、一次元細孔が面選択的に連結された複合構造を有することから、細孔間を介した異方的な物質輸送の実現や、異なる触媒基でヘテロ修飾された異種細孔によるタンデム反応場の構築が可能となり、MMFの高い分子配列能との相乗作用に基づく高機能ポーラス材料への展開が期待できる。