MOFを用いた高分子の構造認識および分離技術MOFs for Polymer Recognition and Separation Technology
東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻Department of Applied Chemisty, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo ◇ 〒113–8656 東京都文京区本郷7–3–1
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分子の構造の違いを識別し分離する技術は,材料・エネルギー・医療を含むあらゆる面において我々の生活を支えている。しかし,従来の分離技術のほとんどは低分子化合物に特化しており,巨大な高分子化合物に存在する小さな構造の違いを識別して分離することは困難であった。我々は有機物と金属イオンからなる金属–有機構造体(Metal–Organic Framework: MOF)を用い,高分子化合物の構造を精密に認識し分離する技術を開発した。MOFが有するナノサイズの細孔内へ高分子が浸入し吸着される現象を利用することで,末端官能基や鎖形状(トポロジー),モノマー配列,高次構造といった様々な高分子構造の違いが認識できる。さらに本認識原理を液体クロマトグラフィーへと応用することで,より簡便かつ正確に高分子を分離することも可能になった。本解説では,MOFによる高分子認識の原理と最近の成果,および将来展望について概説する。
Molecular separation technologies support our daily lives in all aspects, including materials, energy, and medicine. However, most of the conventional separation technologies are specialized for low-molecular-weight compounds, making it challenging to discern and separate minute structural differences within large polymeric compounds. To address this limitation, we have developed a novel separation technique utilizing nanoporous coordination materials known as metal–organic frameworks (MOFs). This approach enables the precise identification and separation of polymers. By leveraging the adsorption process of polymers into the nano-sized pores of MOFs, we can distinguish various structural differences such as terminal groups, chain topologies, monomer sequences, and higher-order structures. Moreover, integrating this recognition principle into liquid chromatography facilitates easier and more accurate polymer separation. In this review, the principles, recent achievements, and future prospects of polymer recognition by MOFs will be presented.
キーワード:高分子;金属–有機構造体(MOF);多孔性配位高分子(PCP);分離;クロマトグラフィー
Key words: polymer; Metal–Organic Framework (MOF); Porous Coordination Polymer (PCP); separation; chromatography
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