ナノスケールの均一な空間を準備し、それをナノサイズの反応容器として用いることができれば、空間を構築する壁が化学反応に大きな影響を及ぼすため、通常では考えられない生成物が得られる可能性があります。私たちは2005年に、MOFのナノ空間内で高分子が合成できることを世界で初めて実証しました。これを足掛かりに、MOFや有機ケージなど、様々な分子性ナノ空間のサイズや形状を精密に設計し、空間内でモノマーの位置や配向などを巧みに制御することで、従来法では不可能であった新規構造を有する高分子の合成や革新的な重合制御法の開発を続けています。例えば、ビニル高分子の合成においては、その物性を決定する重要なパラメータである分子量、立体規則性、モノマー配列などの精密制御が可能になります。この手法を駆使することで、一般的な有機高分子だけではなく、生体高分子やカーボン材料、金属酸化物・金属微粒子までもナノレベルで自在に作る化学が展開でき、多くの学問分野や産業にもインパクトを与える創造的研究になると期待されています。
分子性ナノ空間が高分子の精密制御合成を可能にする
[代表的な研究成果]
Radical polymerisation of styrene in porous coordination polymersChem. Commun. 2005, 5968–5970.
Sol-Gel Synthesis of Low-Dimensional Silica within Coordination Nanochannels
J. Am. Chem. Soc. 2008, 10, 9216–9217.
Functionalization of Coordination Nanochannels for Controlling Tacticity in Radical Vinyl Polymerization
J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4917-4924.
Radical Polymerization of Vinyl Monomers in Porous Organic Cages
Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6443-6447.
Sequence-regulated copolymerization based on periodic covalent positioning of monomers along one-dimensional nanochannels
Nat. Commun. 2018, 9, 329.
Transcription of Chirality from Metal-Organic Framework to Polythiophene
J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19565-19569.
Scalable and Precise Synthesis of Armchair-Edge Graphene Nanoribbon in Metal–Organic Framework
J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 5509-5514.