Preparation of MOF-Polymer Hybrids for Enhanced and High Anisotropic Protonic Conductivity

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配位不飽和サイトを有する多孔性金属錯体(MOF)を使うと、共重合体の組成やシークエンス、ブロック構造に強く依存した認識能を示し、これまでの技術では成しえない分離システムを構築できる可能性があることが分かってきた。スチレンとビニルピリジンの共重合体溶液を鉄系MOFで処理すると、空間構造がフレキシブルに開閉し、特定のモノマー組成を持つ共重合体のみを選択的に取り込むことが分かった。しかし、単なるポリスチレンでは細孔内に取り込まれないことから、高分子とMOFとの間の配位結合がキーになっていることが分かった。ランダム共重合体だけではなく、ブロック共重合体を用いた実験も行い、高分子ブロックの位置の違いで挙動が変化することが分かり、細孔内に取り込まれるメカニズムの解明を行った。この認識メカニズムは他の高分子に適用させることも可能で、ポリビニルアルコールも弱い相互作用ではあるが、細孔内に取り込まれることが分かった。カラムクロマトグラフィーによる高分子分離の実験も行っており、MOFをカラムの固定相に導入することで、これまでのサイズ排除クロマトグラフィーとは異なる厳密な認識・分離能を示すこともわかってきた。