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ポジトロニウム消滅による機能性薄膜のサブナノ空隙化学解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04526
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

伊藤 賢志  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (90371020)

研究協力者 大島 永康  
萩原 英昭  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード陽電子消滅 / 分子間空隙 / 機能性薄膜 / ポジトロニウム / 陽電子寿命運動量相関法 / 低エネルギー陽電子ビーム / 寿命・運動量相関測定法 / 陽電子ビーム / 多孔質薄膜 / 細孔構造 / 自由体積 / 機能性高分子材料 / 機能性高分子 / 寿命・運動量相関 / 低速陽電子ビーム / 高分子構造・物性 / 量子ビーム
研究成果の概要

本研究では非晶領域のナノ空隙を実験的に評価できる陽電子消滅法を応用し,薄膜部材に適用可能なNa-22放射性同位体ベースのパルス化低エネルギー陽電子ビームを利用した高安定性陽電子寿命・運動量相関測定システムを開発するとともに,基準薄膜の系統的解析によりナノ空隙中のポジトロニウム運動量分布と材料組成との関係を明らかにし,分離膜など機能性薄膜中のナノ空隙の大きさとその表面化学を同時に評価できる技術を開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

低環境負荷な革新的材料の創製をめざし,特性発現の起源となるサブナノスケール構造が制御された物質の研究開発が進んでいる.高選択性センサー,燃料電池の電解質や分子分離膜に利用される薄膜部材に求められる特性を操るために分子・原子レベルのナノ空隙の重要性が解明され,機能性薄膜のナノ空隙をそのままの姿で見られる解析技術が必要不可欠となっている.本研究成果によりナノ空隙の大きさと化学状態を評価できることから,機能性薄膜材料の微視構造設計の新たな指針を構築することができ, 高度に分子設計された革新的膜材料の研究開発にブレイクスルーをもたらすと期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Preliminary results on low-energy positron age-momentum correlation measurements based on a radioisotope-source positron beam2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Kenji
    • 雑誌名

      JJAP Conference Proceedings

      巻: 7 ページ: 011302-011302

    • DOI

      10.7567/jjapcp.7.011302

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nanoporosity and surface chemistry of siloxane-silica thin films elucidated by low-energy PALS and AMOC2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢志
    • 学会等名
      18th International Conference on Positron Annihilation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slow positron beam and related research at AIST -Recent developments and future plans-2018

    • 著者名/発表者名
      オローク ブライアン、伊藤 賢志、小林 慶規、満汐 孝治、大平 俊行、大島 永康、鈴木 良一、山脇 正人
    • 学会等名
      18th International Conference on Positron Annihilation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of subnanoscale pore structure of silica PECVD films time-elapsed under the atmospheric conditions2018

    • 著者名/発表者名
      吉本 茂、伊藤 賢志、細見 博之、竹田 正明、都留 稔了
    • 学会等名
      18th International Conference on Positron Annihilation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Free-volume study of radiation-irradiated polymers by means of the 22Na-based low-energy AMOC technique2018

    • 著者名/発表者名
      土田 秀次、岡 壽崇、大島 永康、オローク ブライアン、伊藤 賢志
    • 学会等名
      18th International Conference on Positron Annihilation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低速AMOC測定による有機シリカCVD膜の細孔構造2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢志
    • 学会等名
      第61回 放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低速陽電子ビームによるシリカプラズマ重合膜のサブナノ細孔解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉本 茂、伊藤 賢志、熊谷 和博、細見 博之、竹田 正明、都留 稔了
    • 学会等名
      第56回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低速AMOCによる有機シリカ薄膜のナノ空孔化学構造2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢志
    • 学会等名
      京都大学複合原子力科学研究所専門研究会 「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nanopore structure of siloxane-silica CVD films elucidated by the low-energy AMOC technique with a radioisotope-based pulsed positron beam2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ito
    • 学会等名
      12th International Workshop on Positron and Positronium Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preliminary results on low-energy AMOC based on a RI beam2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ito
    • 学会等名
      3rd China-Japan Joint Workshop on Positron Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RIベース低速パルス化陽電子による陽電子寿命運動量相関測定2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢志
    • 学会等名
      第60回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Na-22ベース低速AMOCシステム構築と高分子薄膜への応用2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 賢志
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所専門研究会 「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Free volume of separation membranes as studied by positron annihilation techniques2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ito
    • 学会等名
      14th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques & Applications
    • 発表場所
      松江市くにびきメッセ
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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