理研・東大が開発、「分子の鎖」で柔らかい結晶
ＣＯ２吸着材など期待、温度や圧力の変化で容易に変形
理化学研究所と東京大の研究チームが開発した、温度や圧力の変化で内部の穴の形状を変化させられる柔らかい結晶の様子（理研提供）
理化学研究所と東京大の研究チームは、知恵の輪のように、二つの環状分子を組み合わせた「分子の鎖」を並べた微細な穴を持つ結晶素材を開発したと発表した。温度や圧力で穴の形を変えられる柔らかい結晶で、二酸化炭素（ＣＯ２）などの気体を効率良く吸着・放出する素材への応用が期待できるという。論文は１４日、英科学誌ネイチャー電子版に掲載された。
微小な穴が多数開いた多孔性材料は、ＣＯ２の効率的回収や燃料電池に使う水素の貯蔵などへの応用が期待されているが、結晶構造が変化しにくい「固い」構造のため、吸着した気体を放出させるのにエネルギーを要し、再利用しにくいなどの難点があった。
理研・創発物性科学研究センターの佐藤弘志ユニットリーダーらは、「自己組織化」という合成手法で、カテナンと呼ばれる二つの輪を鎖状に組み合わせた分子を規則的に並べた結晶を作った。結晶内部にはナノ（１０億分の１）メートルサイズの穴があり、合成時に穴のサイズを調整すれば、ＣＯ２など狙った気体を吸着できるという。
知恵の輪は、容易に外せないものの動かすことが可能だ。カテナンも同様に温度や圧力の変化で動くため、結晶構造は保ったまま穴の形状を変えることができた。
佐藤さんは「ＣＯ２の取り込みや放出を簡便にできる。より小さな力で変形できる結晶を可能にしたい」と話した。
