研究領域の概要及び研究総括の略歴

　細孔物質は、内部に多数のナノからミクロレベルの孔を有する機能性物質群であり、分子の吸着力がある、比表面積が大きいなどその優れた性質から非常に有用な物質として注目されています。既に活性炭やゼオライトなどの細孔物質が実用化されており、細孔の形態や大きさなどの特徴に応じて、石油工業の分離材料、水道水の浄化や脱臭剤といった吸着材料に使用され、現代の生活には不可欠になっています。しかしながら、活性炭やゼオライトなどは、細孔の形態や大きさがそれぞれの物質特有であるため応用範囲は限定されており、細孔物質はまだその優れた性質を充分に発揮しているとは、必ずしも言えません。もし、細孔の形態や大きさを自在に制御し、さらに種々の制御された細孔を組み合わせた材料を化学的に合成することができれば、大気中から効率的に汚染物質を取り除いたり、より少ないエネルギーで工業原料から不純物の除去と微量成分の抽出を同時に行うことが可能になるなど、細孔物質の応用範囲は飛躍的に広がると予測されます。
　本研究領域は、多孔性配位高分子、すなわち有機配位子と遷移金属イオンから構成されたナノサイズの細孔を有する物質に着目して、その細孔を制御する方法を確立するとともに、化学的に合成した様々な多孔性配位高分子をはじめとした細孔物質を統合することにより外界環境に応じた多様な、あるいは協同的に細孔機能を発揮する新たな機能性材料を創出するものです。
　細孔材料の機能を決定付けているのは細孔空間－細孔壁間の分子レベルでの相互作用です。このためＸ線回折測定を用いて、多孔性配位高分子の細孔空間－細孔壁間の分子間相互作用の解明に取り組み、細孔の物理的・化学的な理解を深めます。さらに、細孔の物理的・化学的理解を基礎として、外界環境が変化する度に異なる細孔機能を発現する、多能性と呼びうる配位高分子の研究、異なる細孔機能を有した配位高分子同士、あるいは多孔性配位高分子と従来の細孔物質を融合する技術の向上と、細孔機能が協同的に発現するハイブリッドな細孔物質の創出を試みます。こうして得られた全く新しい細孔物質は、化学工業において不可欠な貯蔵・分離を高効率で安全に行うことが可能な細孔材料の開発、また生体で利用可能な薬剤の運搬・放出、有害物質を処理するマイクロカプセル創出に向け、不可欠な役割を担うものと考えられます。
　本研究領域は、有機配位子と遷移金属イオンから構成されたナノサイズの細孔に、目的とする機能を発現させ、新たな細孔機能を持った材料の研究開発を行うもので、戦略目標「プログラムされたビルドアップ型ナノ構造の構築と機能の探索」に資することが期待されます。