MCM-41

MCM-41（Mobil Crystalline Material 41）は、1992年にアメリカの石油会社モービル（現エクソンモービル）によって開発されたメソポーラス材料です。この材料は、特定の化学組成を持つ物質を指すのではなく、その独特な合成法によって定義されます。実際には、シリカ（二酸化ケイ素）やチタニア（酸化チタン）など、さまざまな材料でMCM-41が合成されています。

MCM-41の合成において重要な役割を果たすのが、界面活性剤分子です。界面活性剤は、特定の条件下で溶液中で分子集合体を形成します。MCM-41の合成では、特に棒状ミセルの集合体であるヘキサゴナル（六角形）構造が用いられます。このヘキサゴナル構造を鋳型（テンプレート）として、分子鋳型法（テンプレート法）によって材料が合成されます。

合成の一例として、カチオン性界面活性剤であるDTAC（ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド）の水溶液を使用するケースが挙げられます。まず、DTAC水溶液のミセル溶液を強塩基性に調整します。次に、シリカ前駆体であるTEOS（テトラエトキシシラン）を添加すると、アンモニウム基の周囲にシリケートが配位し、棒状ミセルをガラス状の物質で包み込んだ集合体が形成されます。この集合体を濾過によって分離し、乾燥させた後、500℃程度の高温で焼成します。この焼成プロセスによって、有機物である界面活性剤が除去され、棒状ミセルの部分が空洞になった、ハニカム構造（蜂の巣状構造）を持つシリカ粒子が得られます。これがMCM-41です。

MCM-41の主な用途は、メソポーラス材料としての特性を活かしたものです。具体的には、触媒の担体や、DNAやタンパク質などの比較的大きな分子の吸着剤として用いられます。その規則的な多孔構造は、これらの分子を効率的に吸着・保持するのに適しています。

MCM-41と同様に、二次元ヘキサゴナル構造（ハニカム構造）を持つメソポーラス材料には、FSM-16などがあります。これらの材料は、MCM-41と同様に、その規則的な多孔構造を活かしたさまざまな応用が期待されています。

関連事項

メソポーラス材料
分子鋳型法
* MCM

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