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無機物におけるマルチフェロイクスの起源が、スピンフラストレーションを伴うスピン秩序構造によるものであると推定されている。このようなスピンフラストレーションは生体系におけるマルチ銅酵素にもみられ、これにインスパイアーされた三核銅(II)錯体の磁気的、触媒化学的研究が盛んに行われている。したがって、反転対称をもたないアシンメトリカルな金属錯体、あるいはその集合体は、新たな物性発現のステージになり得る。このような状況のもと、金属錯体のさらなる物性探索のため、新たなアシンメトリー集合体創生を目指して、極性空間群を有する金属錯体ハイブリッド MOF集合体の構築を行った。我々はこれまでに、同じキラリティーをもつ二つのトリス体が作る三重らせん空間内に、三角形型金属酸化物ナノクラスター内包し、磁気的フラストレーションを示すカプセル状の五核クラスターヘリケートを報告している。そこで本研究では、まず、様々な多重水素結合ネットワークを構築可能なアキラルな一次元鎖MOFと水素結合パートナーからなる金属錯体ハイブリッドMOFが、水素結合のパートナーとなるゲスト分子、カウンターイオン、溶媒を選択することでその集積構造の制御が可能であり、特に、水和イオンカウンターパートナーとした場合、多重水素結合形成により反転対称を持たない極性C2空間群となることを見出し、強誘電性が多重水素結合に与える影響を明らかにした。さらに、多重水素結合サイトをもつアキラルなビルディングブロックより成り立つ一次元MOFとフラストレーション部位を内包するクラスターヘリケートを用いて、アシンメトリカルな極性空間群を有する新たなハイブリッドMOF集合体を合成し、極性配位空間に置かれたクラスターヘリケート内のフラストレーション部位の磁気挙動を詳細に検討し、水素結合、誘電性、フラストレーションの相関を明らかにした。
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