京大,ゼリーのように柔らかい多孔性材料を開発

京都大学の研究グループは,多孔性材料を合成する新しい手法を開発(ナノ空間重合法)し,微小なコロイド粒子や,ゼリーのように柔らかいゲル状の多孔性材料を開発することに成功した(ニュースリリース)。

ナノ空間重合法とは,金属イオンと有機分子からなる内部にナノ空間をもつ多面体分子(金属錯体多面体,MOP=Metal-Organic Polyhedra)をまず合成し,MOPを別の有機分子でつなぐことで(重合すること)で,多孔性高分子材料化する手法のこと。

これまで,金属錯体系の多孔性材料としてはジャングルジムのような構造をもつPCP/MOFというものが知られていたが,ナノ空間をうまく使うためには結晶性が必須とされていた。今回のナノ空間重合法で作成した多孔性高分子材料は,その重合方法を制御することによって,微小なコロイド粒子や,柔らかいゼリーのようなゲルと呼ばれる物質として合成することができる。

実際に,ゲルを乾燥させてエアロゲルという物質へと変換したところ,PCP/MOFのように二酸化炭素を吸着することがわかった。これにより,結晶性ではない金属錯体多孔性材料として初めて空間を利用することができたという実証になった。

ゼリーのように柔らかいゲル状の多孔性材料は,様々な形態に成形することができるので,ガス分離膜,分離用微細管,センサーデバイスなどへと応用することが可能となる。また,微小なコロイド粒子中には,蛍光分子や,薬剤などを閉じ込めることができるため,新しい薬剤運搬材料として利用することも可能。多孔性ソフトマテリアルとして,今後,様々な分野で利用されていくことをが期待されるとしている。

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