多孔性金属錯体の結晶表面工学による多重機能化

本申請課題では,多孔性配位高分子を従来とは異なるアプローチによって機能化することである.1年目,2年目の成果と知見を踏まえ,基本骨格として柔軟性を有する二次元シート構造の多孔性配位高分子を採用し,界面活性剤を結晶表面に修飾することによって粒径を制御したナノメートルオーダーの粒子に着目した.X線解析を用いて格子定数を決定すると,粒径が小さい場合に結晶格子が大きくひずんでいることが明らかとなった.さらに重水素固体NMRの測定から,細孔壁を形成する有機配位子の運動状態が大きく変化していることも見いだした.今回用いた骨格では粒子を小さくすることで吸着等温線および吸着速度の変化が報告されており,この変化の原因が結晶格子のひずみと細孔壁の運動状態の変化によってもたらされているものと考えられる.つまり,粒径が小さい場合には表面修飾を行うことで,表面のみならず粒子全体に修飾の影響を与えることが可能であるとこを意味しており,従来の多孔性配位高分子のみならず,他の多孔性材料においてもこのような報告はなされておらず,これまでに無い新しい現象であると言える.多孔性配位高分子の一つの特徴として柔軟性が挙げられるが,今回用いた骨格も柔軟性を有しているため,粒系に応じたひずみと運動状態の変化をもたらしたものと考えられ,多孔性配位高分子と表面修飾という手法を用いることで達成できた成果である.今回の結果は,今後のガス分離や物質輸送等の機能発現および機能向上という観点からも,基礎的かつ非常に重要な知見を与えるものである.

本申請課題では,多孔性配位高分子を従来とは異なるアプローチによって機能化することである.1年目,2年目の成果と知見を踏まえ,基本骨格として柔軟性を有する二次元シート構造の多孔性配位高分子を採用し,界面活性剤を結晶表面に修飾することによって粒径を制御したナノメートルオーダーの粒子に着目した.X線解析を用いて格子定数を決定すると,粒径が小さい場合に結晶格子が大きくひずんでいることが明らかとなった.さらに重水素固体NMRの測定から,細孔壁を形成する有機配位子の運動状態が大きく変化していることも見いだした.今回用いた骨格では粒子を小さくすることで吸着等温線および吸着速度の変化が報告されており,この変化の原因が結晶格子のひずみと細孔壁の運動状態の変化によってもたらされているものと考えられる.つまり,粒径が小さい場合には表面修飾を行うことで,表面のみならず粒子全体に修飾の影響を与えることが可能であるとこを意味しており,従来の多孔性配位高分子のみならず,他の多孔性材料においてもこのような報告はなされておらず,これまでに無い新しい現象であると言える.多孔性配位高分子の一つの特徴として柔軟性が挙げられるが,今回用いた骨格も柔軟性を有しているため,粒系に応じたひずみと運動状態の変化をもたらしたものと考えられ,多孔性配位高分子と表面修飾という手法を用いることで達成できた成果である.今回の結果は,今後のガス分離や物質輸送等の機能発現および機能向上という観点からも,基礎的かつ非常に重要な知見を与えるものである.