ガス混合物中から選択的にCO2を吸着するための多孔性材料を作成

　この研究プロジェクトで最も感動的だった瞬間は、開発したPCPのユニークな吸着挙動を観察したときでした。私たちは、異なる温度で10種類の異なるガスに対して、設計したPCPの吸着特性を調べました。100回以上のガス吸着等温線測定を通して、最終的に、我々の設計したPCPが様々な類似のガス分子の中で二酸化炭素のみに対して細孔を開けて吸着することを確認することができました。この瞬間まで、このようなガスの選択性吸着が報告されたことはありませんでした。

　最大の課題は、開発したPCPの結晶のサイズが小さいために、単結晶を用いての結晶構造解析が出来なかったことでした。この問題を解決するために、私たちはSPring-8にて、ガス雰囲気下でのinsitu粉末X線回折測定を行いました。高品質なデータを得るために、夜を徹して連続して多くの実験を実施しました。ガスを吸着した試料の構造解析において、北川グループの大竹研一特定拠点准教授の強力なサポートに大変感謝しております。おかげで、吸着メカニズムのさらなる研究のために結晶構造を最終的に得ることができました。

　はい、これまでの材料開発研究では、ある簡単な環境条件のみを設定することが一般的でした。しかし、実際の応用シーンでは、複数の物質が共存することによって、材料の性能が阻害されることがよくあります。超微細な分子認識能力を持つ多孔性材料を設計することで、この課題にある程度対応することができます。この研究では、さまざまなガス混合系において、CO₂の精密な認識を実現する材料設計とその機構の解明に成功しました。今後の私の研究では、実際の用途向けに、より「インテリジェント」なPCPの設計に取り組むことを目指しています。

　現在、私は中国の同済大学環境科学工学部の教授として勤務しています。アイセムスは世界をリードする研究機関です。まず、優れた教授たち、素晴らしい同僚、熟練した技術者、充実した設備を通じて、良い研究の進め方を学ぶことができました。次に、アイセムスの研究室運営方法に大いに触発されました。この経験は、私が独立した研究活動を開始し、自身の研究グループを築き始める際に非常に役立つと信じています。

　研究に対しては忍耐強くあることが大切です。着実に積み重ねることが、最終的な成功につながるでしょう。

※研究者の所属などは、取材当時のものです。