RIES

Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

北海道大学
電子科学研究所

LAST UPDATE 2018/10/26

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    久木一朗　Ichiro HISAKI
    准教授　Associate Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    北海道大学電子科学研究所
    Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University

    附属グリーンナノテクノロジー研究センター ナノアセンブリ材料研究分野
    Laboratory of Nanomolecular Materials, Green Nanotechnology Research Center

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    超分子化学
    水素結合
    有機結晶
    有機多孔質材料
    Supramolecular chemistry
    Hydrogen bonds
    Organic molecular crystal
    Porous organic materials
研究テーマ
Research Subject
有機分子のプログラム自己集合による結晶性機能材料の創出
Development of functional crystalline materials via programed aggregation of molecules

研究の背景 Background

共役パイ電子系などの機能分子を用いて「制御された集合構造」と「維持可能な内部空間」が共存する有機フレームワークを構築することは、ガスやその他の化学種を選択的に吸着・分離する多孔質材料、あるいは電荷輸送能をもつ光電子材料への応用の観点から、非常に興味が持たれます。また、分子等の挿入・脱離によって集合構造の物性を変調できる可能性があり、新たな機能材料への展開が期待できます。

Organic frameworks possessing both “well-designed, structured domains of a functional molecule” and “internal permanent pores” have attracted much attention from viewpoints of porous materials capable of absorbing and separating certain gas or other chemical species selectively and as optoelectronic materials with charge transport ability. Furthermore, host-guest chemistry in the frameworks can provide a new class of functional materials whose properties can be tuned by guest species within the pores. 

研究の目標 Outcome

水素結合などの弱い非共有結合を多重に用いたネットワーク設計により、機能性分子の自己集合構造の構築と維持可能な内部空間とが共存する高結晶性の有機フレームワークの構築を行っています。形成するネットワークトポロジーによって、フレームワークの柔剛性を変調することが可能です。これらの知見を基に、選択的に特定の気体や揮発性化学種を吸着・分離する材料や、エネルギー貯蔵材料への展開を目指しています。

Highly crystalline organic frameworks possessing both “structured domains of a functional molecule” and “internal permanent pores” have been constructed by our design strategy based on networking through multiple hydrogen bonding. The flexibility of the frameworks is possible to be tuned by topology of the networks. The frameworks can be applied for selective sorption and separation materials of certain gas and other volatile chemical species and for energy storage materials. 

研究図Research Figure

Fig.1. Schematic representation for formation of porous materials through multiple hydrogen bonding. Fig.2. Some crystal structures of hydrogen-bonded porous organic frameworks. Fig.3. Properties of the frameworks: iodine absorption ability (top) and photolminescent property (bottom).

文献 / Publications

Angew. Chem. Int. Ed. 57, 12650 (2018). Angew. Chem. Int. Ed. 56, 15294 (2017). J. Am. Chem. Soc. 138, 7540 (2016). Angew. Chem. Int. Ed. 54, 3008 (2015).

研究者HP