2023年01月27日

東北大、二酸化炭素吸着で磁石になる多孔質材料開発

【カテゴリー】：新製品/新技術 【関連企業・団体】：東北大学

東北大学金属材料研究所の宮坂等教授らの研究グループは27日、（公財）高輝度光科学研究センターなどとの共同研究により、二酸化炭素の吸脱着で磁化のON/OFFが可能な多孔性材料の開発に成功し、その磁気相変換の機構が層状磁石の層間構造変化によることを明らかにしたと発表した。 　 　二酸化炭素の吸着により、磁石でない状態（反強磁性体）から磁石(フェリ磁性体)へと変換可能な層状多孔性材料の開発に成功した。一般的なガス分子の吸着に伴う構造変化のみで磁気相を変換する磁石の開発は初めて。 　今回開発した材料は分子性多孔性材料の一種で、磁石として機能する二次元層が連なった構造を持ち、その層の間にガス分子を出し入れできるのが特徴。もともと、この分子性多孔性材料は反強磁性体と呼ばれる磁気秩序を示し、一般的な磁石としての性質を示さないが、二酸化炭素の吸着により磁石となることを確認した。 　逆にこの材料は、真空加熱処理で二酸化炭素を脱離させることにより、元の反強磁性体へと戻る。この現象は、二酸化炭素の吸着により化合物の層間距離が伸長し、それに伴い磁石層間の磁気相互作用が反転することで生じる。磁気相転移温度はまだ低いが、「構造変化」は従来の機構に比べると単純な機構のため、層状構造を持つ他の磁性材料へ幅広く応用可能であり、今後これを利用した分子認識磁石センサーや分子応答磁気ジャンクション等の発展が期待される。 　同研究成果は1月25日に、英国王立化学会誌「Chemical Science」にオンライン掲載された。 　 （発表の詳細） https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2023/01/press20230127-02-magnet.html