Development of multi-information conversion systems using stimuli-responsive porous magnets

使用刺激响应多孔磁体开发多信息转换系统

• 批准号: 20H00381
• 负责人: 宮坂 等
• 金额: $ 29.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00381/
• 关键词: 多孔性磁石; 金属-有機複合骨格(MOF）; ガス吸着; 磁気相変換; 多重情報変換システム; 金属ー有機複合格子; 溶媒吸脱着; 結晶ー結晶転移; ホストーゲスト間電子移動; 金属ー有機複合骨格（MOF）; 金属ー有機複合骨格; 温度誘起電子移動

多様なガス雰囲気に対する化学ー物理情報変換を可能にする環境応答型多孔性磁石を提案することを目的に研究を行った。本年度は、ゲスト分子に依存した動的な電子移動や結晶ー結晶転移を起こす錯体格子の開発とゲスト導入下その場観測という観点から研究を行い、特筆すべき３つの重要な成果を得た。（１）現在本研究課題では、電荷移動型錯体格子の構築ユニットとして水車型ルテニウム二核(II,II)錯体([Ru2])に注目しており、架橋安息香酸の置換基の電子的な効果を駆使することで電子ドナーとして振る舞う錯体の酸化還元特性を制御してきた。今回、置換基としてOH基を導入した様々な安息香酸架橋[Ru2]錯体を合成することに成功し、オルト位OH置換錯体の酸化還元能に及ぼす特殊性を見出した。これは、オルト位OH基と架橋カルボキシル基の酸素原子との分子内水素結合形成によるものである。（２）分子状ヨウ素を気化吸着することで、反強磁性体から常磁性体に磁気相を変化する多孔性電荷移動型層状格子の開発に成功した。逆にこの物質は、真空加熱処理でヨウ素を脱離させることにより、元の状態に戻る。本現象は、ホストーゲスト間電荷移動による機構である。このような吸着分子とホスト骨格の間で直接電子の授受を行うことで駆動する可逆磁気相変換はこれまでに例はなく、環境応答型分子デバイスの新たな駆動原理の一つとして、今後の発展に興味がもたれる。本成果については、プレスリリースを行った。（３）385 Kという高い温度で二酸化炭素をゲート開閉機構で吸着させる一次元鎖錯体を見出した。このゲート開閉温度(TG)は，従来報告された同型の鎖状錯体における一般的な200-270 Kという温度に比べて著しく高い。この現象を熱力学的に紐解き、二酸化炭素が取り込まれた細孔の次元性とエントロピー変化に起因していることを突きとめた。

The purpose of this paper is to study the change of chemical information in the environment. This year, important achievements were made in the research of electron mobility, crystallization and migration in molecular dependence, and the development of dislocation lattice. (1) In this study, we focused on the construction of charge transfer type dislocation lattices and the control of acidic reduction characteristics of dislocation complexes. The synthesis of benzoic acid bridging [Ru2] complex by introducing OH groups into the system was successful, and the acidizing ability and specificity of the complex were revealed. The OH group bridges the OH group and the intramolecular water element bonds to form the OH group. (2) The development of porous charge-transfer layered lattices from molecular to ferromagnetic materials In the reverse direction, the substance is subjected to vacuum heating treatment, and the substance is separated from the substance. This phenomenon is caused by charge transfer between the two. The adsorption molecules and the direct electron transfer between the two molecules are used for the reversible magnetic phase conversion. For example, the environmentally responsive molecules are used for the new kinetic principle. The results of this study are as follows: (3) 385 K high temperature diacid carbon must be opened and closed mechanism must be adsorbed. The opening and closing temperature (TG) is usually 200-270 K higher than that reported in the previous report. This phenomenon is caused by thermodynamic factors such as pore size, pore size and pore size.

项目成果

Chiral weak ferromagnets formed in one-dimensional organic-inorganic hybrid manganese chloride hydrates

一维有机-无机杂化氯化锰水合物中形成的手性弱铁磁体

• DOI: 10.1039/d2dt02928f
• 发表时间: 2022
• 期刊: Dalton Transactions
• 影响因子: 4
• 作者: Taniguchi Kouji;Huang Po-Jung;Kimura Shojiro;Miyasaka Hitoshi
• 通讯作者: Miyasaka Hitoshi

Ionicity Diagrams for Electron-Donor and -Acceptor Metal?Organic Frameworks: DA Chains and D2A Layers Obtained from Paddlewheel-Type Diruthenium(II,II) Complexes and Polycyano-Organic Acceptors

电子给体和电子受体金属有机框架的离子度图：从桨轮型二钌 (II,II) 配合物和多氰基有机受体获得的 DA 链和 D2A 层

• DOI: 10.1021/acs.inorgchem.0c03335
• 发表时间: 2021
• 期刊: Inorganic Chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: Sekine Yoshihiro;Nishio Masaki;Shimada Tomoka;Kosaka Wataru;Miyasaka Hitoshi
• 通讯作者: Miyasaka Hitoshi

Spin Ice‐like Magnetic Relaxation of a Two‐dimensional Network based on Manganese(III) Salen‐type Single‐Molecule Magnets

基于锰(III) Salen型单分子磁体的二维网络的类自旋冰磁弛豫

• DOI: 10.1002/anie.202008914
• 发表时间: 2020
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Kachi‐Terajima Chihiro;Eiba Tasuku;Ishii Rikako;Miyasaka Hitoshi;Kodama Yuta;Saito Toshiaki
• 通讯作者: Saito Toshiaki

Guest-selective and reversible magnetic phase switching in a pseudo-pillared-layer porous magnet

赝柱层多孔磁体中的客体选择性和可逆磁相转换

• DOI: 10.1039/d1cc01526e
• 发表时间: 2021
• 期刊: Chemical Communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: Yoshino Haruka;Tomokage Narumi;Mishima Akio;Le Ouay Benjamin;Ohtani Ryo;Kosaka Wataru;Miyasaka Hitoshi;Ohba Masaaki
• 通讯作者: Ohba Masaaki

Magnetic Phase Switching Performance in an Fe-Tetraoxolene-Layered Metal-Organic Framework via Electrochemical Cycling

通过电化学循环在 Fe-四氧乙烯层状金属有机框架中实现磁相转换性能

• DOI: 10.1021/acs.inorgchem.1c00576
• 发表时间: 2021
• 期刊: Inorganic Chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: Chen Jian;Taniguchi Kouji;Sekine Yoshihiro;Miyasaka Hitoshi
• 通讯作者: Miyasaka Hitoshi