ナノスケープの拘束下でのポリモルフの選択性

科学分野:

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背景:

• ポリモルフィズム,すなわち固体の物質が複数の結晶形に存在する能力は,材料の特性に大きな影響を与えます.
• 望ましいポリモルフを選択的に生成するために結晶化を制御することは,材料科学における重要な課題です.
• アントラニル酸 (AA) とROY (5-メチル-2-[(2-ニトロフィエニル) アミノ]-3-チオフェンカルボニトリル) は,多形性行動の研究のためのモデル化合物である.

研究 の 目的:

• AAとROYの結晶化とポリモルフィズムに対するナノ孔性の閉じ込めの影響を調査する.
• ポリモルフ選択性を達成するためのナノ孔性のガラスとポリマーマトリクスの可能性を調査する.
• 孔の大きさと物質マトリックスが核形成と結晶の形を制御する役割を理解する.

主な方法:

• ナノ孔性のガラスビーズとポリマーモノリット (p-PCHE) を用いた結晶化実験で,孔径が制御されています.
• 融解結晶化と溶液蒸発技術.
• 単結晶X線 difraktionおよび他の分析方法を使用してポリモルフの特徴づけ.

主要な成果:

• ナノ孔 (<23 nm) のAAの転移性ポリモルフIIの選択的結晶化,孔のサイズが小さくなるにつれて選択性が増加します.
• 溶液の蒸発中に30nmのp-PCHE毛穴に黄色 (Y) ROYポリモルフの選択的結晶化.
• p-PCHE孔内の溶融から生じる赤 (R) ROYポリモルフの選択的結晶化,外部結晶化とは対照的です.
• p-PCHEの毛穴に無形なROYが形成され,加熱するとRナノ結晶に結晶化します.

結論:

• ガラスやポリマーを含むナノ孔質材料は,結晶化中にポリモルフの選択性を効果的に制御することができます.
• 超小孔によって課される臨界サイズ制約は,核形成とポリモルフの選択を左右する重要な要因である.
• このアプローチは,ポリモルフィズムを制御し,様々な有機固体における新しい結晶形を発見するための有望な新しい戦略を提供します.