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Porous soft materials with self-healing properties

具有自修复性能的多孔软材料

基本信息

批准号：
19F19376
负责人：
古川修平
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年金属錯体ケージ分子、金属錯体多面体、金属-有機ケージ（MOC = metal-organic cages）と呼ばれる分子群は、分子内部に存在する本質的なナノ空間と、分子性である利点を生かした溶液プロセッシングによる加工性から、新しい多孔性材料として関心が高まっている。MOCは分子であり、さらなる分子集合体として加工することができ、これまでに結晶材料のみならず、共重合体、薄膜、液晶、ゲル、エアロゲル、多孔性液体などのソフトマテリアルの形態をとることも可能である。一般的に加工性が悪いとされる他の多孔性固体（MOF、ゼオライト、多孔質シリカ）と比べて、この加工性および、取りうる最終形態の多様性がMOCを基盤とした多孔性材料の大きな特徴である。本研究では、対称性が低く、連結性が低い（f = 2）ランタン型ケージ錯体（M4L4）が、低次元MOC超分子ポリマーの形成により、自己修復可能な新しい多孔性ソフトマテリアルとなりうるのではないかと仮定し研究を行った。昨年度までの成果を元に、1次元超分子ポリマーを形成し、さらに内部空間を用いて架橋されることでゲル化したことを見出している。本年度は、1次元鎖構造ができている過程を多角度静的光散乱測定（MALS）により複合体の分子量を測定した。分子量測定の結果、RhMOC(bix)の重量は、分子であるRhMOCと比較して5倍に増加しており、オリゴマーの形成を示している。また、2当量加えた後に合成されるRhMOC(bix)2の組成を持つゲルは、超臨界二酸化炭素による処理によりエアロゲル化することに成功した。この乾燥状態において走査型電子顕微鏡を用いて構造解析を行ったところ、相互に連結した繊維状ネットワーク構造が観察された。さらに、窒素吸着測定から、得られたエアロゲルは多孔性であることがわかった。

In recent years, metal-complex molecules, metal-complex polyhedrons, metal-organic cages (MOC = metal-organic cages), called molecular groups, molecular internal existence of the nature of the space, molecular nature, the creation of a solution, processing, new porous materials, and high interest. MOC is a molecular aggregate, a crystalline material, a composite, a thin film, a liquid crystal, a porous liquid, and a porous liquid. The general processability is different from that of other porous solids (MOF, porous solids, porous solids), and the final morphology is different from that of MOC, substrate, and porous materials. In this study, the symmetry is low, the connectivity is low (f = 2), and the formation of low-dimensional MOC supramolecular molecules is possible, and the self-repair is possible. The results of the first year of the year are as follows: This year, the molecular weight of the complex was determined by multi-angle static optical scattering (MALS). The results of molecular weight measurement, weight of RhMOC(bix), molecular weight of RhMOC, molecular weight The composition of RhMOC(bix)2 was successfully synthesized by supercritical carbon dioxide treatment. The dry state of the electron microscope is used for structural analysis, and the dimensional structure is observed. For example, if you want to make a decision, you can make a decision about whether or not to make a decision.