ポイント
- ナノ空間を利用して、モノマーの種類を自動で選別し整列させ、独立して反応させることで、複数のモノマーの混合物からでも純成分のポリマーを単工程で合成できる「マルチタスク型」合成手法を世界で初めて開発しました。
- 本手法により、異なるポリマーが分子レベルで交互に整列したポリマーアレイ構造の実現に世界で初めて成功しました。
- 雑多な混合物からでも単工程で高機能材料の創出を可能とする本技術は、エネルギー・電子材料分野などにおける幅広い応用が期待されます。
東京大学 大学院工学系研究科の植村 卓史 教授、細野 暢彦 准教授、Keat Beamsley（キート・ビームスリー） 大学院生らによる研究グループは、生体システムが持つ「分子の選別」や「反応の分業化」といった巧みな仕組みにヒントを得て、異なる種類のモノマー分子を自動で仕分け、並べ、単独で重合させる新技術を開発しました。
この技術は、金属有機構造体（Metal-Organic Framework: MOF）と呼ばれる物質が持つナノサイズの細孔を利用して開発されました。2種類の異なる細孔を持つMOFをデザインし、各細孔へモノマーを分離・選別してその場で重合させることで、異なるモノマーの混合物からでも単工程でそれぞれのホモポリマー（単独重合体）を合成することが可能になりました。さらに本技術を利用することで、これまで実現が困難であった異種ポリマーの交互配列構造（ポリマーアレイ）を得ることも可能となり、次世代の分子デバイスや電子材料への応用が期待されます。
本研究成果は、2025年8月5日（英国夏時間）に国際科学誌「Nature Communications」のオンライン版で公開されました。
本研究は、日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究（A）（課題番号：JP21H04687）、基盤研究（B）（課題番号：JP24K01535）、挑戦的研究（萌芽）（課題番号：JP24K21817）、特別研究員奨励費（課題番号：JP24KJ0710）、科学技術振興機構 先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）（課題番号：JPMJAP2315）、同 創発的研究支援事業（課題番号：JPMJFR232H）の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（561KB）
＜論文タイトル＞
- “Sorting polymerization in a bichannel metal-organic framework”
- DOI：10.1038/s41467-025-62322-8
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