府大,有機分子の滴下で多孔質ナノシートを作製

大阪府立大学は,水面上に有機分子の溶液を滴下するという極めて簡便な方法で,細孔の形状とサイズがナノスケールで揃った多孔質ナノシートの作製に成功した(ニュースリリース)。

厚さが数ナノ~十数ナノメートルのシート状のナノ材料は,ナノシートと呼ばれ,究極に薄い機能材料として,小型化,省資源性の観点から注目を集めている。

これまでに報告されている多くのナノシートは,マクロスケールの材料を剥離することにより製造されるが,高温・高圧下でのマクロ材料の合成,剥離,剥離体(ナノシート)の分散液の調整,剥離体の製膜など,多くのプロセスを要する上,超音波などの刺激を必要とする剥離の過程でナノシートが劣化したり,再凝集が起きたりする問題があった。

研究グループは,常温常圧下で水面上にナノシートの構成要素となる有機分子を含む溶液を滴下するという極めて簡便な方法で,結晶性かつ多孔質のナノシートを作製することに成功した。用いた分子1,3,5-トリス(4-カルボキシフェニル)ベンゼンはBTBと呼ばれ,平らな三角形状を有し,ベンゼン環を4つ含む疎水性の中心部と,親水性のカルボン酸が周囲に配置された構造をとる。

この分子を積み木に見たてると,同じ形の積み木が連結することで,規則正しく穴が空いたシートができ上がる。このナノシートは,水面で凝集することなく安定に存在し,多孔質構造を保持したまま,用途に応じて様々な基板に転写することが可能。

このような,分子が規則正しく配列し,形状とサイズが揃った細孔を有するナノシートは,高性能な分離膜や有機薄膜太陽電池への応用が期待されるとしている。

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