| 研究課題/領域番号 |
21H01690
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
渡邉 哲 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80402957)
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| 研究分担者 |
平出 翔太郎 京都大学, 工学研究科, 助教 (60853207)
宮原 稔 京都大学, 工学研究科, 教授 (60200200)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | Metal-organic framework / ゲート吸着 / 構造転移 / 自由エネルギー解析 / 原子間力顕微鏡 |
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| 研究成果の概要 |
ソフト多孔性錯体は，ゲート吸着と呼ばれる構造転移に伴うステップ状の吸着量変化を示す。構造転移に伴う吸着挙動は粒径依存性が報告されている。吸着挙動の粒径依存性を解明するには単一粒子の構造転移を捉えることが重要だが，従来の吸着等温線測定では，粉末の平均化された挙動しか測定できない。そのため，単一粒子レベルでの構造転移に伴う吸着挙動の測定手法が求められている。そこで本研究では，原子間力顕微鏡を用いて，ソフト多孔性錯体が示すゲート型構造転移を強制的に誘起し，単一粒子のゲート型構造転移挙動の実測を試みた。得られた斥力プロファイルを熱力学的に解析することで，一粒子ごとのゲート脱着挙動の実測に成功した。
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| 自由記述の分野 |
コロイド分散系工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ソフト多孔性錯体は，二酸化炭素の高効率回収などカーボンニュートラルの実現に向け，主要な役割を担い得る新規な吸着材料である。本研究では，このソフト多孔性錯体が示す特殊な吸着挙動の解明に向けて，平均的な挙動ではなく，単一粒子の挙動を明確にすることで，解像度の高い現象理解が可能となった。この成果は，今後の吸着分離プロセスへの実装に向け，基礎となるデータとなることが期待される。
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