古川修平准教授・北川進教授ら、化石化を逆転させて多孔性メゾ構造体の形をデザイン：高速分離でバイオエタノール精製などの効率化へ [Nature Materials]

2012年6月25日

 

PDF: 1.5MB

　京都大学物質－細胞統合システム拠点（iCeMS＝アイセムス）の北川進副拠点長・教授、古川修平iCeMS准教授、ジュリアン・ ルブールiCeMS研究員らの研究グループは、ナノとマクロの間のメゾスコピック領域において、様々な多孔性構造体をデザインする全く新しい手法の開発に世界で初めて成功しました。こうして作った物質は、気体や液体の高速分離材料としての応用が期待されます。

　「化石化」は有機物でできた生き物・細胞などがその「形」を保ったまま無機物である石などに置き換わることで起こります。今回の研究では、その逆変換となる「逆化石化（無機物への有機物の導入）」を起こすことで、新しい材料を作る手法を開発しました。無機物であるアルミナを様々な構造体にあらかじめ成形しておき、その構造体の「形」を保ったまま、有機物と無機物からなる「多孔性金属錯体（PCPもしくはMOF、以下「PCP」という）」を合成するという手法です。これにより、様々なサイズの構造体を作ることが可能になりました。今回の研究では特に、メゾスコピック領域やマクロスコピック領域（1マイクロメートル以上）で孔の空いた構造体を作ることに成功し、PCPの持つ「ナノサイズ」の細孔と合わせて、ナノーメゾーマクロ領域の広範囲に及ぶ階層的な細孔を持つ材料の合成が可能になりました。さらに、この新しい多孔性構造体がバイオエタノール精製において重要な、水とエタノールの高速分離に非常に効果的であることを明らかにしました。PCPは人間の生活に欠かせない分離技術への応用が期待されている材料であり、今後この手法により様々な気体や液体の高速分離への応用が加速するものと期待されます。

　今回の研究は、JST戦略的創造研究推進事業 ERATO型研究「北川統合細孔プロジェクト」（研究総括：北川進）の一環として行われました。本成果はロンドン時間2012年6月24日（日本時間25日）に英科学誌「Nature Materials（ネイチャー・マテリアルズ）」オンライン速報版で公開されました。


続きを読む（ニュースリリースPDF: 1.5MB）

文献情報

Extenal LinkMesoscopic architectures of porous coordination polymers fabricated by pseudomorphic replication

Julien Reboul, Shuhei Furukawa, Nao Horike, Manuel Tsotsalas, Kenji Hirai, Hiromitsu Uehara, Mio Kondo, Nicolas Louvain, Osami Sakata & Susumu Kitagawa

Nature Materials | DOI:10.1038/nmat3359 | Published June 24, 2012

関連リンク

Extenal Link独立行政法人 科学技術振興機構（JST）：化石化を逆転させ、多孔性メゾ構造体の形をデザイン —高速分離でバイオエタノール精製などの効率化へ—

関連記事・報道