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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Thermal properties of polymer composite analyzed with multi-spectrum thermal imaging method

Research Project

Project/Area Number 16K06768
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

森川 淳子  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (20262298)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsサーモスペクトルスコピー / 赤外線カメラ / 赤外分光イメージング / 熱輻射イメージング / がん細胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、赤外分光型熱イメージング同時測定法の開発を行い、サーモスペクトロスコピーと称する新しい分野を世界に先駆けて切り開いた。この方法によれば、赤外分光スペクトルの空間的な2次元分布(赤外分光イメージング)と熱画像(熱輻射強度分布)(2次元温度分布)を同時に観測し、デジタル画像として保存することができ、世界でも最も高倍率の赤外顕微レンズにより、ミクロスケールの空間分解能を可能とした。熱伝導のミクロスケールの可視化のみでなく、化学反応や相転移を伴う動的な過程の分光情報も同時に取得することで、熱伝導に及ぼす化学構造の変化の寄与を正確に見積もることができるようになった。このことは、従来困難であった、化学組成あるいは状態の変化する系での輻射率ー温度変換による2次元の温度校正を実験的に可能にし、このことの意義は大きい。かつ取得周波数は200Hz以上と、十分な速度での測定を可能としている。
この方法論の確立のうえに、最終年度は、高分子複合系として、フィラー混合系、発泡系、およびバイオメディカル分野の生体組織のサーモスペクトロスコピーによる応用展開を実施した。特に、バイオメディカル分野の応用では、ヒト前立腺がん細胞の初期過程の赤外分光スペクトルを、サーモスペクトロスコピーの手法により、通常の赤外線スペクトルイメージングに比較してコントラストの明確な画像取得により、精度良い描画に成功し、赤外分光における熱輻射の見積もりの重要性についても指摘することができ、本方法論の有用性を示した。

  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of molecular orientation in polymeric spherulite using polarized micro attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopic imaging2019

    • Author(s)
      Hikima Yuta、Morikawa Junko、Kazarian Sergei G.
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1065 Pages: 79~89

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.aca.2019.02.017

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-speed dynamics of temperature distribution in ultrafast (up to 108?K/s) chip-nanocalorimeters, measured by infrared thermography of high resolution2019

    • Author(s)
      Minakov A.、Morikawa J.、Zhuravlev E.、Ryu M.、van Herwaarden A. W.、Schick C.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 125 Pages: 054501~054501

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5066384

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Calibration Procedure for Attenuation Coefficient Measurements in Highly Opaque Media Using Infrared Focal Plane Array (IRFPA) Spectroscopy2018

    • Author(s)
      Kirchner Sara、Narinsamy Sebastien、Sommier Alain、Romano Marta、Ryu Meguya、Morikawa Junko、Leng Jacques、Batsale Jean-Christophe、Prad?re Christophe
    • Journal Title

      Applied Spectroscopy

      Volume: 72 Pages: 177~187

    • DOI

      https://doi.org/10.1177/0003702817736320

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microscopic infrared thermography for fast estimation of the thermal properties of thin films2018

    • Author(s)
      Godin A.、Palomo del Barrio E.、Morikawa J.、Duquesne M.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 124 Pages: 085111~085111

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5037931

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Thermal effect on dispersive infrared spectroscopic imaging of prostate cancer tissue2018

    • Author(s)
      Song Cai L.、Ryu Meguya、Morikawa Junko、Kothari Archana、Kazarian Sergei G.
    • Journal Title

      Journal of Biophotonics

      Volume: 11 Pages: e201800187

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/jbio.201800187

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Advanced approaches for micro and nanoscale characterization of thermal tranasport properties in soft materials2019

    • Author(s)
      Morikawa Junko
    • Organizer
      the 6th Thermal Probe Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ナノ・マイクロスケール熱物性測定:最新の測定技術とソフトマテリアルでの実用事例2019

    • Author(s)
      森川淳子
    • Organizer
      第1回熱エネルギー利用・変換・制御に関わる革新的材料研究会
    • Invited
  • [Presentation] Micro-scale Infrared Thermography and its Application to Thermo-Spectroscopy2018

    • Author(s)
      Morikawa Junko
    • Organizer
      Micro-scale Infrared Thermography and its Application to Thermo-Spectroscopy
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Thermo-spectroscopy in IR waveband and application to a micro-scale heat transfer2018

    • Author(s)
      Morikawa Junko
    • Organizer
      Progress in photoacoustic and photothermal phenomena: focus on biomedical and nanoscale imaging and NDE
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Non-Contact Thermal Analysis with Fast and Micro-Scale Thermographical Imaging2018

    • Author(s)
      Morikawa Junko
    • Organizer
      MRS2018 Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Super-cooling of single micron-sized liquid drops in ultra-fast scanning calorimetry measured by micro-scale thermography2018

    • Author(s)
      Morikawa Junko, Ryu Meguya, Zhuravlev Evgeny, Schick Christoph
    • Organizer
      14th Quantitative InfraRed Thermography Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel instrumentation of thermo-spectroscopy; combination of reflectance and transmittance mode applied to the crystallization process on the nano-membrane2018

    • Author(s)
      Ryu Meguya, Morikawa Junko
    • Organizer
      14th Quantitative InfraRed Thermography Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Micro-scale temperature measurement at the co-flow interface in the micro-fluidics device2018

    • Author(s)
      Ryu Meguya, Morikawa Junko
    • Organizer
      14th Quantitative InfraRed Thermography Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Book] サーマルデバイス~新素材・新技術による熱の高度制御と高効率利用~2018

    • Author(s)
      森川淳子
    • Total Pages
      448
    • Publisher
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      978-4-86043-602-5 C3053

URL: 

Published: 2019-12-27  

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