We measured the proton conductivity of bulk graphite oxide (GO'), a graphene oxide/proton hybrid (GO-H), and a graphene oxide (GO) nanosheet for the first time. GO is a well-known electronic insulator, but for proton conduction we observed the reverse trend, as it exhibited superionic conductivity. The hydrophilic sites present in GO as -O-, -OH, and -COOH functional groups attract the protons, which propagate through hydrogen-bonding networks along the adsorbed water film. The proton conductivities of GO' and GO-H at 100% humidity were ∼10(-4) and ∼10(-5) S cm(-1), respectively, whereas that for GO was amazingly high, nearly 10(-2) S cm(-1). This finding indicates the possibility of GO-based perfect two-dimensional proton-conductive materials for applications in fuel cells, sensors, and so on.

We developed a novel supramolecular hydrogelator possessing a benzo-15-crown-5 (B15C5) moiety. The hydrogelator can detect colourless potassium cations (K

All-proportional solid solutions of the metal-free perovskite (H

The phosphate salt of octaaminotetraphenylene (OATP), [(H4OATP4+)(H2PO4–)4], was prepared. Single crystals were isolated with a crystal formula of (H4OATP4+)(H2PO4–)4(H3PO4)0.25·2.5H2O, whereas the powder sample at 300 K formed an amorphous salt of (H4OATP4+)(H2PO4–)4.0·nH2O with n = 1–2. In the anhydrous solids (n = 0), the formation of a hydrogen-bonding network of H2PO4– anions and the dielectric relaxation associated with the motional freedom of H2PO4– were observed. Adsorption–desorption isotherms of H2O at 298 K showed the transformation between anhydrous amorphous (H4OATP4+)(H2PO4–)4 and hydrous crystalline (H4OATP4+)(H2PO4–)4·6H2O, and the proton conductivity increased by 2 orders of magnitude after H2O adsorption. The proton conductivity of hydrous salt reached 7.58 × 10–5 S cm–1. The cation–anion salt in the amorphous–crystalline transformation exhibited proton conductivity switching phenomena with an ON/OFF ratio of about 100 upon H2O adsorption–desorption.

Abstract We have already reported that Li2([18]crown-6)3[Ni(dmit)2]2(H2O)4 crystals, which have an ion channel structure, can be reversibly converted to Ca([18]crown-6)[Ni(dmit)2]2(H2O)3 crystals by ion exchange, while maintaining their single crystal state. In this process, inorganic ions as well as crown ethers traverse in and out of the crystal. In this study, [18]crown-6-d4, a partially deuterated [18]crown-6, was used to investigate the behavior of inorganic ions and crown ethers during ion exchange, and found that Li+-[18]crown-6 supramolecules could act as ionophores in the crystal.

Abstract Artificial ion channels and transporters designed to recognise and transport specific ions and molecules have been extensively studied. These biomimetic single‐crystal materials have gained particular attention for their potential to reveal the complex mechanisms of biological functions and to provide functionalities based on molecular design. In the present study, we found that Li + ions in the ion channels of Li 2 ([18]crown‐6) 3 [Ni(dmit) 2 ] 2 (H 2 O) 4 ( 1 ) crystals exchange with R‐NH 3 + (R=Me, Et, n Pr) ions in aqueous solution. After ion exchange, the resultant (R‐NH 3 + )([18]crown‐6)[Ni(dmit) 2 ] − ( 1‐R , R=Me, Et, n Pr) crystals are missing one [18]crown‐6 molecule per two cations compared to 1 . During ion exchange, some of the [18]crown‐6 molecules, which constitute the channels, are released into the aqueous solution along with Li + ions. The ion exchange of 1 in mixed aqueous solutions of organic ammonium cations shows selectivity for MeNH 3 + , which is attributed to the stability of the 1‐Me . These results demonstrate the potential for transporting molecular cations in channel structures composed of crown ethers, which will facilitate the development of transporters for drugs and other substances essential for biological functions.