北川進教授、樋口雅一特定助教、気体や有機分子を取り込む超撥水性材料を開発：多孔質撥水材料の新しいデザイン

2014年6月28日

　京都大学（総長：松本紘）の北川進物質－細胞統合システム拠点（iCeMS＝アイセムス）拠点長・教授、樋口雅一iCeMS特定助教らの研究グループは、水滴を弾き、一方で水蒸気や有機分子を取り込むことが可能な多孔性構造体の開発に成功しました。この成果は、様々な分子を取り込むことが可能な超撥水性材料の新しい合成手法として期待されます。 　

　材料表面が水滴を弾く性質（超撥水性）を持つと、セルフクリーニング効果（自浄効果）をもたらし、防汚性に優れた材料となります。この超撥水性は、特定の有機分子（トリフルオロメチル基または長鎖アルキル基など）を使用することや、材料表面の微細な加工による凹凸によって達成することができます。これまでの方法では、超撥水性材料が気体や有機分子などを吸着する設計指針はありませんでした。

　今回の研究では、有機物と無機物からなる「多孔性金属錯体（PCPまたはMOF、以下『PCP』という）」というナノ細孔をもつ結晶性の多孔性材料を用いました。従来のPCPは、水滴をはじくどころか、水と接触すると構造崩壊が起こります。PCPの原料の有機物にフッ素原子や長鎖アルキル基を使用すると超撥水性をもち、吸着能のあるPCPを合成することは可能でしたが、穴が少なくなってしまうという問題がありました。そこで我々は、フッ素原子も長鎖アルキル基も使わず、PCPの粒子表面にあるベンゼン環の配列を精密に制御することによって、超撥水性を示すPCPの開発に成功しました。 　

　本研究は科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業（さきがけ、ACT-C）および文部科学省(MEXT) 地域イノベーション戦略支援プログラムによって推進され、京都大学(物質―細胞統合システム拠点、京都市成長産業創造センター(ACT Kyoto))で行われたものです。

　本成果は2014年6月27日に独オンライン科学誌「Angewandte Chemie (アンゲヴァンテ・ケミー)」で公開されました。

文献情報

Extenal LinkDesign of Superhydrophobic Porous Coordination Polymers via Introduction of External Surface Corrugation using an Aromatic Hydrocarbon Building Unit

Koya Prabhakara Rao1,4, Masakazu Higuchi1,2, Kenji Sumida1, Shuhei Furukawa1, Jingui Duan1, and Susumu Kitagawa1,2*

Angewandte Chemie | Published Online 27 June 2014 | DOI: 10.1002/anie.200

  1. Institute for Integrated Cell-Material Sciences (WPI-iCeMS), Kyoto University, Ushinomiya-cho, Yoshida, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan.
  2. Japan Science and Technology Agency, PRESTO, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012 (Japan)
  3. Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University, Katsura, Nishikyo-ku, Kyoto 615-8510 (Japan)
  4. Present Address: Chemistry Division, Department of Sciences and Humanities, VFSTR University Vadlamudi-522 213 (India)

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