含碳物質和材料的熱穩定性與化學穩定性高、重量輕，且具有優異的導電性，因而其在能源、環境領域的應用研究正不斷展開。以奈米碳管和石墨烯等爲代表的極小奈米碳物質存在凝聚時有效表面積變小，從而導致功能下降的缺點。爲此，科研人員正在摸索使用表面積大的多孔碳材料的方法，然而以現有的合成法還難以獲得均勻的粒子形態。
早稻田大學理工學術院客座高級研究員兼客座研究院教授山内悠輔等人組成的研究團隊，確立了以金屬有機框架（MOF）粒子爲起始物質，透過直接碳化合成多孔碳粒子的方法。透過蝕刻MOF粒子的内部以及在MOF粒子的表面附着其它構造的MOF粒子，使得對形態和細孔結構的高度控制成爲可能。
以MOF爲起始物質的簡單型、中空型、核殼型、雙殼型多孔碳材料的合成方法及電子顯微鏡照片。每種類型均獲得了均勻的粒子形態。
此外，研究團隊還將多孔碳材料分爲四種類型，分別確立了合成各類型碳材料的方法論。實驗結果進一步證實，多孔碳材料相對於起始物質MOF的產率爲30%-50%，其合成物也是由約90%以上的碳原子構成的碳材料。
此前由於MOF自身的化學穩定性和電導率較低被認爲不適合應用於電化學。但此次確立的MOF直接碳化法能克服上述缺點，在蓄電池和觸媒等方面的應用值得期待。
原文：JSTnews 2022年12月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
