抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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閉じ込め下の液体は,それらのバルク対応物からの挙動において異なり,閉じ込められた相に特異的であり,ホストマトリックスの性質と構造にリンクする特性を得ることができる。閉じ込められた液体水は研究の新しいトピックではないが,過去数年はナノスケールの細孔内部の水に対する一連の興味深い新しい特徴が見られた。これらの異常な特性は,「ソフト多孔質結晶」と呼ばれるナノ多孔性材料の非常に特異な性質から生じる。それらは不均一内部表面と大規模柔軟性を結合した。これは,吸着水に対する挙動の豊富な多様性を生み出し,種々のスケールにおける計算化学と共に異なる実験的キャラクタリゼーション技術の組み合わせが,観察された現象とそれらの微視的起源を理解するために必要である。関心のシステムの範囲は,無機(ゼオライト,イモゴライト)から有機(ミクロ多孔性炭素,グラフェン,およびその誘導体)までの全化学範囲にわたり,ハイブリッド有機-無機系(金属-有機骨格のような)を含む。水の強い物理吸着(または化学吸着さえ)と大規模柔軟性の組合せは,異常な特性(メタマテリアルのカテゴリー)と新しい現象をもたらす。1つの顕著な例は,ZrW_2O_8における負の水和膨張の機構の最近の解明であり,それによって,無機非多孔性フレームワークにおける~10wt%の水の吸着は,その体積の大きな収縮をもたらす。もう一つの眼-キャッチングケースは,MIL-53族材料における多重水吸着駆動構造転移の発生である:水ゲスト分子とホスト骨格間の特異的相互作用は,他の吸着物では観察されなかった挙動を生成する。両者は,実験的in situ技術と分子シミュレーションの組み合わせによって解明された反直感的現象である。研究のもう一つの重要な方向は,反応性,熱水安定性の研究に向けた物理的吸着から,純水より一層複雑な水相への閉じ込めの影響から,研究したシステムと現象のシフトである。材料の配位結合と競合できる高度に柔軟な金属-有機骨格における水吸着の例があり,それによって,その水熱安定性を制限し,一方,同じ骨格の官能基を弱めることは,材料の柔軟性を保持しながら,安定性の増加をもたらすことができる。しかし,巨視的挙動におけるこの付加的複雑性と同調性は,材料よりむしろ閉じ込められた流体の変化から起こる。非常に最近の研究では,柔軟なナノ多孔性材料に閉じ込めた高濃度(LiClが20mol L-1まで)の水溶液が純水とは異なる特定の特性を持ち,浸透圧効果によって完全には説明できないことを示した。閉じ込められた電解質の強い秩序化は,{ホスト,ゲスト}系に対して完全に新しい挙動を作り出すための骨格の構造的柔軟性と競合する。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
