化学：超分子ナノ細孔を持つククルビットウリルに基づくアニオン伝導膜

ナノ多孔質アニオン伝導膜は、電気化学デバイスの抵抗を低減できる可能性があるため、大きな関心を集めている。しかし、本質的に微細孔性の高分子（ポリマー）を用いた骨格設計、共有結合性有機構造体、金属有機構造体など、現行の細孔形成法には、構造制御の限界、機械的な脆弱性、合成の要求の難しさといった課題がある。今回我々は、均一な動的ナノ細孔を構築することによってこれらの制約を克服する、超分子戦略を確立した。剛性の大きい大環状ホストであるククルビット[7]ウリルとカチオン性ポリマーゲストである四級化ポリ(ピペリジニウム-テルフェニル)を共集合させることによって、機械的安定性と化学的安定性を同時に増強しながら、ナノメートルスケールのチャネルの強固なネットワークが得られた。こうした動的なホスト–ゲスト相互作用によって、細孔構造がピコ秒スケールかつオングストロームスケールで変動することが可能になっている。この一過性の環境は、グロッタス機構を通した水酸化物イオンの低摩擦移動を支え、イオン伝導度の著しい増強を生み出す。このボトムアップ型の設計原理によって、輸送経路を分子レベルで設計する新しい汎用的なツールがもたらされ、エネルギー効率、動作安定性、高純度生成物の生成に関して電気化学的反応装置が進歩すると期待される。

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