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メゾスコピック系材料の精密構造解析へ向けた軟X線共鳴散乱法の確立

Research Project

Project/Area Number 21K12523
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 80040:Quantum beam science-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine (2023)
Kyoto University (2021-2022)

Principal Investigator

高西 陽一  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80251619)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords軟X線共鳴散乱 / ソフトマター / 構造解析 / 量子ビーム / 軟X線共鳴散乱
Outline of Research at the Start

本研究は、通常のX線散乱・回折では得ることのできない構造をより詳細に得ることができる共鳴X線散乱法を、硬X線ではなく炭素原子のK-edge吸収端エネルギーによる軟X線で行う手法を確立し、ソフトマターなどをはじめとする様々なメゾスコピック系材料の精密構造解析へと発展させることを目的としている。

Outline of Annual Research Achievements

ソフトマターの特徴の1つはその自発的な組織化による階層構造にあり、その空間スケールは数nm~100nm程度で、その優れた光学的、機械的、電気的性質をもつ機能性材料として幅広く利用されているが、それぞれの特性はまさに系のもつ多彩な階層構造に起因しており、その構造および発現機構を理解し、応用できればこれまで存在しない、思いもよらない並外れた性能を備えた材料・構造を設計することも可能である。
本研究は、通常のX線散乱・回折では得ることのできない構造をより詳細に得ることができる共鳴X線散乱法を、硬X線ではなく炭素原子のK-edge吸収端エネルギーによる軟X線で行う手法を確立し、ソフトマターなどをはじめとする様々なメゾスコピック系材料の精密構造解析につなげることを目的としている。
初年度で分子研(愛知県岡崎市)のUVSOR施設の軟X線ビームラインBL3Uの共同利用し、プリミティブな成果を国内学会で報告した。二年目は、(1)小角・広角の両方の光学系で測定、(2)試料後方にフォトダイオードを入れ吸収スペクトル測定、(3)光配向膜による配向試料の作製が可能となり、屈曲型液晶のB4相が形成するヘリカルフィラメント構造のらせん構造に関しては再現性ある結果を得て、論文に公表した。最終年度は課題となっていた広角散乱が安定に取れる対策にも取り組み、まだ再現性はとれていないものの電顕用のメッシュを使用することで強い散乱強度を得ることに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

進捗がやや遅れた一番の理由は、申請者が異動したことによる。所属の大学が変わったため、新職場での公務になれつつ、研究装置の移動や再設置などを行った結果、研究環境の復帰に半年近く要してしまった。しかしながら後半は順調に研究が進み,
広角散乱が安定に取れる課題にも取り組み、電顕用のメッシュを使用することで強い散乱強度を得ることに成功した。

Strategy for Future Research Activity

電顕用のメッシュを使用することで強い散乱強度を得ることができるようになったので、メッシュの形状をいくつか試して最適なメッシュを確定しつつ、研究対象の一つである副次相の構造解析をまとめていく。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] The effect of the structure of helical nanofilament of the B4 phase of bent-core liquid crystals on the nano-phase separation mixed with rod-like cholesteric liquid crystal mixture2022

    • Author(s)
      Y. Takanishi, F. Araoka, and H. Iwayama
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 12 Issue: 45 Pages: 29346-29349

    • DOI

      10.1039/d2ra03316j

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] New structure formation induced by nano-scale phase separation composed of a bent-core liquid crystal and rod-like cholesteric liquid crystal mixtures2022

    • Author(s)
      Y. Takanishi, F. Araoka, and H. Iwayama
    • Organizer
      ILCC2022(28th International Liquid Crystal Conference)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 共鳴軟X線散乱による液晶相構造解析への試み2022

    • Author(s)
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • Organizer
      「軟X線共鳴散乱/反射率」研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 共鳴軟X線散乱を用いたソフトマター精密構造解析の試み2022

    • Author(s)
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • Organizer
      放射光学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 共鳴軟X線散乱を用いた液晶相構造の精密構造解析の試み2022

    • Author(s)
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] New structure formation induced by nano-scale phase separation composed of a bent-core liquid crystal and rod-like cholesteric liquid crystal mixture2022

    • Author(s)
      Yoichi Takanishi; Fumito Araoka and Hiroshi Iwayama
    • Organizer
      ILCC2022(International Liquid Crystal Conference 2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 共鳴軟X線散乱によるソフトマター精密構造解析2021

    • Author(s)
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • Organizer
      UVSORシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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