恩田健教授、西郷将生さん、江原巧さん、宮田潔志准教授らの研究グループが、毒性ガス二硫化炭素の選択的・超高速発光検出を達成しました。

2024年12月23日(月)

ポイント

環境・人体に有害な毒性物質である二硫化炭素 (CS₂) を選択的に吸着し、10 秒以下という高速で発光検出可能な多孔性の分子格子を開発しました。
CS₂ 吸着/脱着のサイクル実験から可逆的な発光の ON-OFF スイッチングが観測され、優れたリサイクル性が実証されました。
発光検出技術を用いたケミカルセンサーへの応用展開が期待されます。

概要

　我々の生活には多くの危険物質が多く存在し、特にほとんどの毒性ガスは目視では認識できないため、これらを効率良く選択的に捕捉し、さらに簡便かつ高感度に検出可能な技術開発は環境・健康問題の観点から重要な課題です。

　東北大学金属材料研究所の芳野遼助教と宮坂等教授の研究グループは、九州大学大学院理学研究院の恩田健教授、名古屋大学未来社会創造機構の土方優特任准教授、京都大学高等研究院物質—細胞統合システム拠点 (iCeMS) の北川進特別教授らとの共同研究により、工業製品や医薬品生産に必要でありながらも工場周辺の環境や生産現場での人体に対して危険性の高い二硫化炭素 (CS₂) を高感度に検出可能な材料開発に成功しました。

　本研究で合成した多孔性の金属–有機構造体 (Metal-Organic Framework：MOF) は身の回りに存在する水や二酸化炭素などは吸着せず、CS₂ のみを選択的に吸着する「特異な分子ふるい」として機能します。さらに、CS₂ の検出時間は 10 秒以下と高速な発光応答を示したため、発光を利用した高感度ケミカルセンサーへの展開が期待されます。

　本研究成果は、2024 年 12 月 17 日付 (現地時間) でドイツ化学会誌 Angewandte Chemie International Edition にオンライン掲載されました (https://doi.org/10.1002/anie.202413830)。

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九州大学理学研究院理学府理学部