| 研究課題/領域番号 |
18H02072
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
細野 暢彦 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (00612160)
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| 研究分担者 |
山田 秀尚 公益財団法人地球環境産業技術研究機構, その他部局等, 主任研究員 (60446408)
梶原 隆史 京都大学, 高等研究院, 研究員 (80422799)
日下 心平 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80749995)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 多孔性金属錯体 / 多孔性配位高分子 / ガス分離 / 触媒 / 高分子分離 / クロマトグラフィー / 分子認識 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、膜材料を分子レベルから総合的にデザインすることで、気体を分離し、同時に変換する新しい高分子膜材料を造り出す方法論を開発するものである。分離変換機能団として、選択的ガス捕集性かつ触媒機能を併せ持つ多孔性配位高分子(MOF)および中空有機金属錯体(MOC)を利用する。これらMOF/MOCを、生体膜を模倣するような分子変換チャネルとして見立て、これまでにないナノ空間機能を有する膜材料として完成させることを目的としている。
本研究は、それぞれの分担研究者が、A:MOFおよびMOC開発および膜との融合化手法開発、B:MOFのサイズ及び形態制御、C:MOFを反応場とした物質変換触媒開発の3つの課題に取り組み、それぞれの研究で得た成果を融合させてゆく形で進めた。
前年度に引き続き、新しいMOF開発と分離メカニズム解明に関する成果（テーマA）に加え、本年度は特にテーマB、そしてAとBで得た知見を利用することでMOFと高分子の複合化について新しい発見があった。MOFが認識対象分子の特性を識別するメカニズムの一端を明らかにすることに成功しただけでなく、本課題で分離認識対象としていた分子群を高分子化合物にまで拡張することにも成功した。この発見を皮切りに、MOF粒子を充填したカラムを用いて高分子化合物のクロマトグラフィー分離技術の開発に世界で初めて成功し、当該分野に新しい潮流を生む成果を成すことができた。これらの知見を今後活用することで、ガス分子等の小分子に限らず、巨大な高分子化合物の構造も認識し分離させることのできる新しい分離膜の開発に繋がると期待される。これまでの高分子用分離膜は、専ら分子サイズによって分離する透析膜に限られていた。本研究成果は、従来の透析膜とは一線を画す全く新しい認識・分離原理を提供するものであり、将来の広い応用可能性を見込める極めて重要なものである。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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