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金属イオンと有機配位子の錯形成反応によりナノ構造体として組み上がる配位高分子は、有機配位子の「化学的多様性」を最大限に活かすことで、構造体自体に本質的に内在する「ナノ空間」を自在に設計することのできる結晶性材料である。しかしながら、分子レベルの高度な設計性を有する一方で、溶液中における自己集合化に依存する合成法であるため結果として結晶粉末が得られ、そのマクロな形態には全く注目が置かれてこなかった。一方で金属酸化物は導電性・触媒機能といった「物性の宝庫」であり、ゾルゲル法により「マクロ構造体」の構築が可能であり、その高次元構造に基づく「マクロ空間」を用いた高速物質輸送能により、触媒反応や物質分離を改善することが可能である。本申請課題では、配位高分子の「化学的多様性」と「ナノ空間」機能を最大限に引き出すため、高次元マクロ構造をもつ複合体の合成を目的とする。すなわち、ナノ及びマクロな「階層的空間」に由来する分子選択性及び高速物質輸送能を有する光・電気・触媒・磁気・触媒機能をもつ材料創製を行う。
本年度は、3次元マクロ構造をもちかつ、ゲストに応答して構造変化をする配位高分子／金属水酸化物の複合体の構築を行った。特に、銅水酸化物のマクロ構造体を出発原料とし、ジカルボン酸系配位子と界面局所的反応を行うことで、3次元マクロ構造体を維持したまま表面のみを銅とジカルボン酸からなる配位高分子（Cu2(bdc)2)へと変換することに成功した。さらに、この配位高分子に対しジピリジンを反応させ、マクロ構造体を維持したまま「多孔性配位高分子」であるCu2(bdc)2(bpy)へ変換することに成功した。特に、Cu2(bdc)2はバルクにはない新しい吸着現象を示した。
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