平成30年度 若手研究者学長表彰 研究成果報告
徳岛大学大学院社会産業理工学研究部自然科学系 講師 犬飼宗弘
配位高分子内における分子の运动を利用した新たな机能発现
【学术誌等への掲载状况】
1.Storage of CO? into porous coordination polymer controlled by molecular rotor dynamics.
Munehiro Inukai, Masanori Tamura, Satoshi Horike, Masakazu Higuchi, Susumu Kitagawa, and Koichi Nakamura.
Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 8687-8690.
2.Encapsulating mobile proton carriers into structural defects in coordination polymer crystals: high anhydrous proton conduction and fuel cell application.
Munehiro Inukai, Satoshi Horike, Tomoya Itakura, Ryota Shinozaki, Naoki Ogiwara, Daiki Umeyama, Sanjog Nagarkar, Yusuke Nishiyama, Michal Malon, Akari Hayashi, Takashi Ohhara, Ryoji Kiyanagi, Susumu Kitagawa.
J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8505-8511.
3.Control of Molecular Rotor Rotational Frequencies in Porous Coordination Polymers Using a Solid-Solution Approach.
Munehiro Inukai, Tomohiro Fukushima, Yuh Hijikata, Naoki Ogiwara, Satoshi Horike, Susumu Kitagawa.
J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 12183–12186.
配位高分子は、水素、メタンや二酸化炭素等の分离?贮蔵材や超イオン伝导体等への応用が期待されており、环境?エネルギー问题を解决する次世代の材料として世界中で注目を浴びています。我々は、材料设计が极めて难しいギャップゾーン(中温域、150-400℃で作动する高プロトン伝导体)で高い伝导率を有する配位高分子の合成に成功しました。実际に、开発した配位高分子を用いて燃料电池を组み上げ、世界初の配位高分子型燃料电池の発电実験に成功しました(図补)。排热を効率良く利用する次世代の燃料电池自动车の固体电解质として期待できます。また配位高分子の结晶骨格が有する分子の回転运动を自在に制御する试みも行っています。分子の回転运动は光学特性、强诱电、吸着等の物性と相関があり、制御が望まれていましたが、それらを精密に制御することは极めて困难でした。我々は配位高分子が持つ结晶骨格の膨张/収缩性を活用することで、结晶中の分子回転の精密制御に世界で初めて成功しています。现在、回転制御により、二酸化炭素を细孔内に闭じ込めることにも成功しており(図产)、新たな気体分子贮蔵法として期待されています。
図1
本研究が提案する配位子の回転制御を利用した気体贮蔵法により、これまでの材料にないような穏和な圧力?温度で水素やメタンガスの贮蔵?放出を可能とする革新的材料ができることが期待できます。
