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

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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。