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

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K12523
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• 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
• Keywords: 軟X線共鳴散乱 / ソフトマター / 構造解析

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

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。

Causes of Carryover

進捗がやや遅れた理由にも記載したが、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。そこで次年度へ延長申請し、残りの研究を行う。