金属錯体ナノ空間によるsp3ナノ炭素材料の精密合成と機能開拓

利用金属络合物纳米空间的sp3纳米碳材料的精确合成和功能开发

• 批准号: 22KJ0692
• 负责人: 阿部 真大
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0692/
• 关键词: 多孔性金属錯体; ラジカル重合; 二重鎖高分子; ラダーポリマー

二本の高分子鎖が平行に束ねられた二重鎖高分子は、生体系では汎用的なモチーフとして用いられている一方、人工系では合成が困難であり、その物性評価も進んでいない。本研究ではMetal-Organic Framework (MOF) の一次元細孔を利用し架橋ラジカル重合を制御することで二重鎖高分子の合成を試みた。昨年度、MOFの一次元細孔内部で架橋重合を行うことでクロロホルムなどの有機溶媒に可溶な生成物が得られたことを示した。NMRやGPC、MDシミュレーションなどの各種解析からは、二重鎖構造が形成されたことが支持された。この結果を踏まえ本年度では、より詳細な構造の証明と特性の解析を行った。まず、原子間力顕微鏡 (AFM) で基盤上に吸着された高分子を観測すると、糸状の形状が観測された。また、グリニャール反応で架橋部位のエステル結合を切断し、反応前後でGPC曲線を比較したところ、切断反応により分子量が低下した。よって、細孔内での重合反応で得られた生成物は複数の高分子鎖から形成されていたことが推察された。以上の結果から細孔による重合反応制御で二重鎖高分子が得られていることが支持された。続いてバルク物性の解析を行った。一本鎖高分子の物性と比較することで、分子鎖の運動や配座が制限される二重鎖高分子の性質の解明が期待された。実際に動的粘弾性測定では、一本鎖が容易に流動する200 ℃の高温下においても、二重鎖ポリスチレンは液体的な性質を示さないことが明らかになった。

Two basic polymer chains are parallel to each other. Three basic polymer chains are parallel to each other. In this study, we attempted to synthesize double-locked polymers by bridging the first dimensional pores of Metal-Organic Framework (MOF). In the past year, MOF's one-dimensional pores have been bridged by soluble organic solvents. NMR, GPC, MD and other analytical methods were used to analyze and support the formation of double-lock structures. This year's results show that the structure of the project is detailed and the characteristics of the project are analyzed. The atomic force microscope (AFM) is used to measure the shape of the polymer adsorbed on the substrate. The molecular weight of the GPC curve before and after cutting off is lower than that before cutting off. In addition, the product of the overlap in the pore is formed by a plurality of polymer locks. The above results show that the double-locked polymer is supported by the double-locked polymer. The analysis of physical properties of the sample was carried out. A comparison of the physical properties of primary locked polymers and an explanation of the properties of dual locked polymers, where the movement and mating of molecular locks are limited, are awaited. The determination of viscosity in real time shows that the liquid is easy to flow at high temperature of 200 ℃, and the liquid is easy to flow at high temperature of 200 ℃

项目成果

Fabrication of Double-Stranded Vinyl Polymers Mediated by Coordination Nanochannels

• DOI: 10.1021/jacs.2c11723
• 发表时间: 2023-01-19
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Abe, Masahiro;Kametani, Yuki;Uemura, Takashi
• 通讯作者: Uemura, Takashi

Synthesis of double-stranded polymers via controlled crosslinking reaction in coordination nanospaces

通过配位纳米空间中的受控交联反应合成双链聚合物

• 发表时间: 2023
• 作者: Nishijima Ami;Kametani Yuki;Uemura Takashi;阿部真大・森智仁・亀谷優樹・植村卓史
• 通讯作者: 阿部真大・森智仁・亀谷優樹・植村卓史

MOF細孔での架橋重合による二重鎖ビニルポリマーの合成

MOF孔内交联聚合合成双链乙烯基聚合物

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishijima Ami;Kametani Yuki;Uemura Takashi;阿部真大・森智仁・亀谷優樹・植村卓史;温井 遥介・亀谷 優樹・植村 卓史;山口麟太郎・亀谷優樹・植村卓史;亀谷優樹・阿部真大・植村卓史
• 通讯作者: 亀谷優樹・阿部真大・植村卓史

MOFナノ空間内での二重鎖ビニル高分子の 合成

MOF纳米空间内双链乙烯基聚合物的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Kakino R;Hu N;Isohashi K;Aihara T;Nihei K;Ono K.;阿部真大・亀谷優樹・植村卓史
• 通讯作者: 阿部真大・亀谷優樹・植村卓史