中性子スピンエコー法による分子膜のゆらぎと膜形態の相関に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440119
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 武田 隆義 広島大学, 総合科学部, 助教授 (70034593)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田崎 誠司 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (40197348) ; 瀬戸 秀紀 広島大学, 総合科学部, 助手 (60216546)
• Keywords: 中性子スピンエコー / ダイナミクス / 複雑液体 / 膜 / 両親媒性分子 / マイクロエマルション / 中性子散乱 / 界面活性剤

Research Abstract

1.中性子スピンエコー分光器の整備
(1)白色中性子ビーム対応のスピンフリッパーを考案し、試作および性能テストを行い、ミュンヘンでの中性子散乱国際会議で発表し、論文にまとめた。
(2)大きな散乱ビーム断面積に対して磁場積分の不均一を補正する大口径スパイラルコイルの開発を進め、口径120mmmのスパイラルコイルを作製した。
(3)大断面積アナライザの開発のために、スイスのSwissNeutronics製の残留磁化型スーパーミラーアナライザー偏極素子・テストサンプルを導入した。
2.温度・圧力誘起構造相転移とダイナミクス
イオン性両親媒性分子AOT/水/n-デカン3元系で温度上昇でも圧力上昇でも同様の構造相転移を示す組成について実験でZilmanらの理論を適用し、得られた膜の曲げの弾性率から温度と圧力による構造相転移は異なった機構を持っていることを提唱し、論文として発表した。また、希薄ドロップレット領域ついての実験で得られた中間相関関数のrelaxation rateの温度・圧力依存性は先の組成と逆であったが、Milner ＆ Safranのドロップレットの変形運動の理論を適用し、得られた膜の曲げの弾性率の温度・圧力依存性は先の組成と同様の結果が得られ、論文として発表した。さらに、Seki ＆ Komuraの理論を初めて正しく適用し、変形運動の振幅の2乗平均及び膜の曲げ弾性率の温度、圧力依存性を初めて独立に求めることができ、論文としてまとめた。
3.両親媒性分子を含む三元系液体の構造相転移
イオン性両親媒性分子AOT/水/油の三元系マイクロエマルションの圧力による構造相転移を高圧下における中性子およびX線小角散乱により調べ、論文として発表した。

Research Products

• [Publications] Y.Kawabata, M.Nagao, H.Seto, T.Takeda: "MEUTRON SPIN ECHO STUDIES ON EFFECTS OF TEMPERATURE AND PRESSURE IN DYNAMICS OF A TERNARY MICROEMULSION"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 209-212 (2001)
• [Publications] T.Takeda, Y.Kawabata, H.Seto, S.Kimura, S.K.Ghosh, M.Nagao: "Neutron Spin Echo lnvestigations on Slow Dynamics in Complex Fluids lnvolving Amphiphiles"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 205-208 (2001)
• [Publications] S.Komura, T.Tadeda, Y.Kawabata, S.k.Ghosh, H.Seto, M.Nagao: "Dynamical fluctuation of the mesoscopic structure in ternary C_<12>E_5-water-n-octane amphiphilic system"Physical Review E. 63. 41402 (2001)
• [Publications] M.Nagao, H.Seto, Y.Kawabata: "Carbon Number Study on Self-Assemble Mechanisms in AOT/D_2O/n-alkane Microemulsion Systems"Journal of the Physical Society of Japan. 70,Supple.A. 335-337 (2001)
• [Publications] Y.Kawabata, M.Nagao, S.Satoh, H.Seto, T.Takeda: "Development of the Measurement System of Neutron Spin Echo Spectrometer ISSP-NSE at JRR-3M"Journal of the Physical Society of Japan. 70,Supple.A. 445-447 (2001)
• [Publications] T.Takeda, Y.Kawabata, H.Seto, S.Kimura, M.Nagao: "Neutron Spin Echo lnvestigations on Dynamics in Ternary C_12E_5/n-octane/D_2O and DPPC/D_2O/CaCl_2 Amphiphilic systems"Journal of the Physical Society of Japan. 70,Supple.A. 323-325 (2001)
• [Publications] K.Funayama, T.Imae, k.Aoi, K.Tsutsumiuchi, M.Okada, H.Seto, M.Nagao: "Characterizations of Sugar Ball in Solution by SANS and NSE"Journal of the Physical Society of Japan. 70,Supple.A. 326-328 (2001)
• [Publications] S.Komura, T.Takeda, Y.Kawabata, S.K.Ghosh, H.Seto, M.Nagao: "Hydrodynamic interactions in structural fluctuation of a ternary amphiphilic system C_<12>E_5/water/n-octane"The European Physics Journal E. 5. 329-336 (2001)
• [Publications] H.Seto, M.Nagao, Y.Kawabata, T.Takeda: "A pressure-induced structural phase transition of dense droplet microemulsions studied by small-angle x-ray scattering"The Journal of Chemical physics. 115. 9496-9502 (2001)
• [Publications] M.Nagao, H.Seto, Y.Kawabata, T.Takeda: "Effects of Temperature and Pressure on Phase Transitions in a Ternary Microemulsion System"The Journal of Chemical Physics. 115. 10036-10044 (2001)
• [Publications] Y.Kawabata, M.Nagao, H.Seto, S.Komura, T.Takeda, D.Schwahn: "Nuetron Spin Echo Studies on the Effects of Temperature and Pressure in Dynamics of a Ternary Microemulsion"in Applied Physics A. (to be pubished). (2002)
• [Publications] T.Takeda, H.Seto, Y.Kawabata: "Development of spin flippers with steady current for TOF-NSE spectrometer at pulsed spallation neutron source"in Applied Physics A. (to be pubished). (2002)