配位高分子 (Coordination Polymer = CP) は金属イオンと有機架橋配位子からなる結晶性の有機-無機ハイブリッド材料であり、多彩な結晶構造に基づく優れた機能の発現が期待される新しい物質群である。特に、金属と架橋配位子が形成するネットワーク中に細孔を有するCPは、金属-有機構造体 (Metal-Organic Framework = MOF) もしくは多孔性配位高分子 (Porous Coordination Polymers = PCP) の名で広く認知され、新しい多孔性材料として世界中で活発に研究開発が進められている。特にこの20年でカルボン酸を架橋部位に持つ有機配位子を用いたMOFの合成研究は膨大な数が行われ、様々な構造を持つ新たなMOFが報告されている。
本講演では、MOFの合成と特徴の概説と代表的な応用例を紹介する。さらに、新規MOFの合成を行う際に機械学習を活用した我々の取り組みも紹介する。本講演を受講することで、近年進展が著しいMOFの分野における専門用語の意味が理解できるようになると共に、MOFを実際に利用する際の課題や注意点を概観することができる。
- MOFとはなにか
- MOF合成の考え方
- 電荷が全体で中性になっている
- 合成直後に包摂している溶媒を抜いても構造が安定
- 超分子異性体の作り分けができている
- MOFの3つの特徴
- 比表面積が高く均一な細孔構造
- 優れた設計性 (細孔のデザイン)
- 構造が柔らかい
- 機能の例
- マイクロ孔によるガス吸蔵
- CO2の分離
- 水の捕集
- 機械学習を活用した新規MOFの探索方法の紹介
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