Research press release


Nature Chemistry

Pores for complexity

これまでで最も複雑な細孔構造をもつ材料が、Nature Chemistry(電子版)に報告される。このメソポーラスシリカは、別々の3つの細孔系が絡み合った構造をとる。これまでの例では、2つの絡み合った細孔系からなる構造に限られており、1グラムあたり約1,000平方メートルという膨大な表面積のおかげで「分子ふるい」として広く使用されている。


J Ying、X Zouおよび共同研究者らは、複雑な構造を作り上げるための新しい鋳型剤を設計した。研究者らが使用した鋳型分子は、大きな頭部基と長い尾部をもつ。3つの絡み合った細孔系を形成する鍵は、頭部基の大きさと尾部の疎水性の度合いのちょうどよいバランスを見いだすことであった。研究者らは、この材料のファイバー内に長いチャネルと短いチャネルが存在することから、方向によって拡散速度が変わるため、分離や放出制御に応用できるかもしれないと示唆している。

A material with the most complicated pore structure ever made is reported online this week in Nature Chemistry. The mesoporous silica has three interwoven but disconnected pore systems previous examples have been limited to two such pore systems, and are widely used as 'molecular sieves' thanks to their huge internal surface area of around a thousand square metres per gram.

Mesoporous materials -- containing pores just nanometres across -- are useful for a wide variety of applications, such as catalyst support, optics, and to separate petroleum fractions every molecule of petrol has passed through the pores of such materials.

Jackie Ying, Xiaodong Zou and colleagues designed a new templating agent around which the complex structure formed. The template molecules they used have large head-groups and long tails. The key to generating the three interwoven pore systems was finding the right ratio between the size of the head-group and how hydrophobic the tail is. The researchers suggest that the presence of both long and short channels in fibres of the material could lead to separation or controlled-release applications that offer different diffusion rates in different directions.

doi: 10.1038/nchem.166


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