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機械的に柔軟な2次元ビフェロセン共結晶を発見:これまで、1次元の機械的に柔軟な結晶は、比較的単純な分子を使って微細に詰めたりずらしたりすることを用いて設計・合成されていたため、実現されていませんでした。本研究では、従来のルールにとらわれず、世界で初めて2次元機械的弾性結晶を発見しました。この結晶は、機械的に変形させても等方的な結晶性を維持することができます。ここでは、フェロセンのCp環からの回転、鉄イオンを挟むCpユニット間の曲げ、突出したカルボン酸アームからの曲げという、相補的な柔軟性を持つユニークなカルボン酸修飾型ビフェロセン分子を設計しました。フェロセン分子とグアニジンをMeOH中で共結晶化させると、ビフェ ロセンの柱が無秩序なグアニジンイオンと溶媒によって分離された構造が得られました。これにより、溶媒層からの水素結合の交換によってカラムがスライドするとい う、後天的に付与された柔軟性が発現します。結晶から溶媒を除去すると、ビフェロセン分子の空洞内にグアニジンイオンが表裏一体となって配置され、スライドが可能になります。別途合成したビフェロセン類縁体では、グアニジンイオンを空洞から強制的に追い出すことで、構造を密着した状態に固定し、溶媒層を挿入することができず、結果として柔軟性が失われます。フェロセンオリゴマーを用いることで分子内・分子間の構造柔軟性を拡張することに成功し、新奇機能の創発を実現しました。本研究は、バルク物性において結晶性と構造柔軟性を併せ持つ材料群の設計指針について知見を与えるものです。
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