無機金属イオンを用いた放射線検知クロミック液材の創生
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21J11592
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
村上 俊太郎 北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | クロミズム / 酸化タングステン / ドープ / 鉄 / 放射線検知 |
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| Outline of Research at the Start |
外部刺激によってその物質の光学特性が可逆変化する現象である「クロミズム」を活用した、光・電子・放射線等を検知可能な材料を作製する。このような知見はほとんど存在していないため、研究グループで提唱している新たな材料創製手法を活用することで検知材料を実現させる。また、放射線や電子線等の照射は、北海道大学だけでなく大阪大学の研究グループと提携することで行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、鉄腐食に伴う水のイオン分離反応を活用して作製したイオン分離溶液と、金属タングステンが溶解した過酸化水素水を混合してSPSC法を適用することで、鉄元素をドープしたタングステン酸化物Fe-WO3・nH2O(n=0.33, 1, 2)の作製について検討した。本物質は、クロミック特性を有する材料であり、見かけ上は透明の液体である。SPSC法で作製した純粋なタングステン酸化物は、エレクトロクロミズムのみを発現する材料であったが、作製したFe-WO3・nH2Oはフォトクロミズムをはじめ、γ線や電子ビーム、ヘリウムイオンビームに対してクロミズムを示す汎用性の高い材料であることが分かった。鉄以外にも亜鉛や銅など、様々な金属と酸化タングステンを組み合わせた検討も行ったが、クロミズムを発現するものは本研究で取り扱った鉄をドープしたもののみであった。Fe-WO3・nH2Oの平均粒径は4 nm程度であり、SPSC法で作製したタングステン酸化物よりも非常に細かいナノ粒子となっていることが確かめられた。クロミズムの反応メカニズムはEELS解析により行い、タングステンと鉄の両イオンの同時酸化還元反応によってクロミズムが発現することを明らかにした。通常のタングステン酸化物におけるクロミズムのメカニズムは、タングステンイオンの酸化還元反応にのみ依存するため、この反応は新規のものであることが分かった。また、作製したFe-WO3・nH2Oはナノ粒子を含む溶液として存在しているため、ゲルやシート状への加工が容易であり、どの形態でも同様のクロミズムを発現することができた。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
