京都大学 大学院工学研究科の生越 友樹 教授（兼 金沢大学 ナノ生命科学研究所 特任教授）、東北大学材料科学高等研究所の西原 洋知 教授（多元物質科学研究所を兼任）、岡山大学 異分野融合先端研究コアの仁科 勇太 研究教授らの研究グループは、焼成のみで分子レベルで細孔径が制御された多孔性カーボンを開発しました。これまで多孔性カーボンは、カーボン骨格をガスや薬品により破壊して細孔を形成する賦活法で主に合成されてきました。しかし賦活法では、材料調製時のカーボン骨格の構造変化が激しく元のカーボン骨格が残らない、分子レベルでの細孔制御は困難、再現性良く多孔性カーボンを得るには職人芸的に高度な技術が必要、といった問題点があります。
本研究では、炭素源の有機分子を合理的に設計し、焼成のみで細孔径が分子レベルで制御された多孔性カーボンを得ることに成功しました。この手法では、高カーボン化効率のため元の構造を保ったカーボンが再現性良く得られることに加え、分子設計により分子レベルでの細孔径制御が可能です。得られた多孔質カーボンは、細孔径に適した金属イオンが導入でき、ナトリウムイオン電池として機能することを確認しました。将来的には、特定のサイズの基質のみが反応する触媒への応用が期待されます。
本成果は、２０２１年５月２１日に英国Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈの国際学術誌である「Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」にオンライン掲載されます。
本研究は科学技術振興機構ＪＳＴ－ＣＲＥＳＴ（ＪＰＭＪＣＲ１８Ｒ３）、文部科学省 科学研究費助成事業（ＪＰ１９Ｈ００９０９）、の支援を受けて実施しました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（１．３ＭＢ）
＜論文タイトル＞
- “The carbonization of aromatic molecules with three-dimensional structures affords carbon materials with controlled pore sizes at the Ångstrom-level”
- ＤＯＩ：10.1038/s42004-021-00515-0
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
生越 友樹（オゴシ トモキ）
京都大学 大学院工学研究科 教授／金沢大学 ナノ生命科学研究所 特任教授
Tel：075-383-2733 Fax：075-383-2732
E-mail：ogoshi
sbchem.kyoto-u.ac.jp Facebook：ogoshifunctionalchemistry西原 洋知（ニシハラ ヒロトモ）
東北大学 材料科学高等研究所、多元物質科学研究所 教授
Tel：022-217-5627
E-mail：hiotomo.nishihara.b1tohoku.ac.jp仁科 勇太（ニシナ ユウタ）
岡山大学 異分野融合先端研究コア 研究教授
Tel：086-251-8718 Fax：086-251-8718
E-mail：nisina-ycc.okayama-u.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
嶋林 ゆう子（シマバヤシ ユウコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
Tel：03-3512-3531 Fax：03-3222-2066
E-mail：crestjst.go.jp -
＜報道担当＞
京都大学 総務部 広報課 国際広報室
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E-mail：commsmail2.adm.kyoto-u.ac.jp米田 洋恵（ヨネダ ヒロエ）
金沢大学 ナノ生命科学研究所 事務室
Tel：076-234-4556 Fax：076-234-4559
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