2021 Fiscal Year Final Research Report

Structure Analysis of Organic Materials Containing Sulfur Element in Wet State Revealed by SAXS utilizing Tender X-rays

Research Project

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Project/Area Number	20K21220
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	Yamamoto Katsuhiro 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314082)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2022-03-31
Keywords	X線散乱 / テンダーX線 / 異常小角散乱 / 硫黄 / リン / 水環境下
Outline of Final Research Achievements	The purpose of the research is to extend the nanostructure analysis method using tender X-rays, which is rarely used in scattering experiments. In particular, it is the first in the world to show the sophistication of facility equipment that can perform scattering experiments in a water environment (water-containing and in water vapor) and the experimental results. We have synthesized samples that are suited for tender X-ray scattering and developed a special sample cell specialized for tender X-ray scattering measurement in an aquatic environment. In the tender X-ray scattering experiment, the environment around the sample needs a high vacuum because the absorption of X-rays by air is large. The developed sample cell prevents the sample from drying and enables scattering experiments of sulfur and phosphorus-containing polymer samples in an aquatic environment, and enables detailed analysis of the distribution of specific elements in the water-presence region of the sample.
Free Research Field	高分子科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究の大きな目的は、散乱実験にほとんど利用されていなかったX線エネルギー領域であるテンダーX線を利用したナノ構造解析手法の拡張である。特に試料含水状態や水蒸気環境下（ウエット環境）での散乱実験を行える施設は、世界を見てもほとんどないため、このX領域を用いた構造解析手法は難しい状況にあった。機能性材料として硫黄元素や生体材料としてリン元素は有用な機能性発現の官能基である。材料機能発現においては水環境下であるため、この状態での構造解析が必須である。実環境に近い状態での構造解析を可能にすることができる手法であり、機能と構造の相関をより理解することができる点は重要な意義である。