材料化学：氷点下温度における結晶水和物の脱水

水は、地球上で最も重要な物質の1つである。水は、固体、液体、蒸気の状態で至る所に存在し、既知の全ての生物系は、水の独特な化学的特性や物理的特性に依存している。さらに、多くの物質が水付加物として存在し、中でも主要なのは、常温未満の温度で永続的に水を通常保持する結晶水和物（特定の種類の包接化合物）である。今回我々は、55％以上の相対湿度において幅1 nmのチャネル内へ容易かつ可逆的に水を吸着する多孔性有機結晶を報告する。水の取り込み/放出は発色性であるため、幅広い温度範囲にわたって結晶の水和状態が都合よく視覚的に表示される。X線回折、光学顕微鏡法、示差走査熱量測定、分子シミュレーションといった補完的手法を用いて、こうしたナノ閉じ込め水は−70°C以上ではフラックスの状態であり、そのため低温脱水を起こすことが確認された。我々は、0°Cを大きく下回る温度を含む広い温度範囲にわたって脱水カイネティクスを決定できた。一般的にそうした決定は、大気中に水分が存在するため実現が困難である。今回の発見によって、バルク水の凝固点を大きく下回る広い温度範囲にわたって水を捕捉/放出する材料を設計する機会が開かれる。

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