我々は無機化学・錯体化学・固体化学を基盤とし、金属と分子からなる構造体のガラスや液体といった不規則な相の開拓と物性、機能発現に取り組んでいます。

無数の金属と分子を化学結合で集合させることにより、多彩な分子性骨格構造が形成されます。配位結合でつなぎ合わせた構造は配位高分子、あるいは金属－有機構造体（Metal-organic framework, MOF）とも呼ばれ、材料として実用化に至っています。分子設計を通して得られる高次構造を制御するとともに、手に取るサイズのガラスや液体といった状態のマクロな物質形態まで対象とすることにより、これら不規則な相に内在する構造秩序の制御と機能発現に挑戦しています。現在の研究テーマの例は以下に挙げられます。

• 金属－分子構造体ガラスによるプロトン伝導体の合成

• 透明伝導性を示すガラスの合成とセンシング機能

• 金属－分子ネットワーク性液体によるガス分子の分離と輸送

増加を続ける地球上の二酸化炭素：CO2は、地球温暖化や海洋酸性化など環境問題の原因です。一方でCO2は地球上に普遍的に豊富に存在する資源でもあります。CO2を有用な燃料や材料に変換することは化学者の重要な課題です。我々は錯体化学や分子性構造体の化学に基づき、CO2を有用な材料に変換する研究を行っています。

• アミンなどの有機分子と金属イオンの混合溶液にCO2を反応させることで、CO2を骨格に持つ金属－有機構造体：MOFを合成できます。また同様のアプローチで共有結合性構造体（COF）の合成も実現できます。これら構造体の構築と分解をサイクルとすることで、空気中や排ガス中の微量のCO2を濃縮・高純度化する技術を開発しています。

• 金属－分子構造体ガラスに触媒分子を組み込み、CO2を化成品原料である一酸化炭素やギ酸に変換するハイブリッド触媒を開発しています。高分子やセラミックスでは難しい中温領域、低加湿で利用可能なプロトン伝導ガラス膜を用いてCO2を還元することで、化成品原料を製造します。また電気化学の力を併用し、電極においてCO2を高速かつ多量に貯蔵・放出するデバイスの開発も行っています。