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時間・空間分解分光法による吸収・散乱・蛍光特性の把握と木材評価への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K07805
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 木質科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

稲垣 哲也  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (70612878)

研究分担者 土川 覚  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30227417)
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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード木材 / 光散乱 / 空間分解分光法 / 時間分解分光法 / TFDRS / 蛍光寿命測定 / 近赤外分光法 / 木質科学 / 材質・物性 / 吸収・散乱特性 / 蛍光
研究成果の概要

近赤外光による木材の品質評価手法に関する研究を行った。これまで木材中での光の散乱については不明な点が多かったが、時間分解分光法・空間分解分光法やシミュレーションを用いることで、木材内部(細胞壁レベル)での光の散乱特性を把握した。また密度や含水率が光の散乱に及ぼす影響を詳細に調べた。これらの情報をもとに、安価・小型な密度計測装置を試作し、十分な精度で密度予測が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで近赤外分光法では、複雑な統計処理に依存してブラックボックス的に木材の品質を推定してきたため、得られた結果の分光学的・物理学的解釈が曖昧となりこれが普及・一般化の律速となってきた。本研究成果により、「分光学的・物理学的に曖昧さのない」・安価・小型の木材材質評価装置の開発が可能となった。さらなる研究により、現場での使用が可能な装置開発が可能となる。

報告書

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

    (14件)

すべて 2019 2018 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] A new approach based on a combination of capacitance and near infrared spectroscopy for estimating the moisture content of timber2019

    • 著者名/発表者名
      V. T. H. Tham, T. Inagaki, S. Tsuchikawa
    • 雑誌名

      J. Wood Sci Technol

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 579-599

    • DOI

      10.1007/s00226-019-01077-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional grain angle measurement of softwood (Hinoki cypress) using near infrared spatially and spectrally resolved imaging (NIR-SSRI)2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ma, T. Inagaki, S.Tsuchikawa
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 817-826

    • DOI

      10.1515/hf-2018-0273

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical characteristics of Douglas fir at various densities, grain directions and thicknesses investigated by near-infrared spatially resolved spectroscopy (NIR-SRS)2018

    • 著者名/発表者名
      Ma, G. Schajer, T. Inagaki, Z. Pirouz, S. Tsuchikawa
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: 72 号: 9 ページ: 789-796

    • DOI

      10.1515/hf-2017-0213

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of cellular structure on the optical properties of wood2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ban, T. Inagaki, T Ma, S. Tsuchikawa
    • 雑誌名

      Journal of Near Infrared Spectroscopy

      巻: 26 号: 1 ページ: 53-60

    • DOI

      10.1177/0967033518757233

    • NAID

      120006498160

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel combined application of capacitive method and near-infrared spectroscopy for predicting the density and moisture content of solid wood2018

    • 著者名/発表者名
      V. T. H. Tham, T. Inagaki, S. Tsuchikawa
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science Technology

      巻: 52 号: 1 ページ: 115-129

    • DOI

      10.1007/s00226-017-0974-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical properties of drying wood studied by time-resolved near-infrared spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Keiji Konagaya, Tetsuya Inagaki, Ryunosuke Kitamura and Satoru Tsuchikawa
    • 雑誌名

      OPTICS EXPRESS

      巻: 24 号: 9 ページ: 9531-9573

    • DOI

      10.1364/oe.24.009561

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 近赤外空間分解分光法を用いた非破壊樹種判別2019

    • 著者名/発表者名
      馬 特,稲垣 哲也,伴 麻由香,土川 覚
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 時間分解分光法による生物素材の光学特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      花丸健志朗、稲垣哲也、土川覚
    • 学会等名
      平成30年度 日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optical characteristics of Douglas fir at various densities, grain directions, and thicknesses investigated by Near-Infrared Spatially Resolved Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Te Ma, Gary Schajer, Zarin Pirouz, Tetsuya Inagaki, Satoru Tsuchikawa
    • 学会等名
      Sixth Asian NIR Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-of-Flight NIR Spectroscopy to Cellulosic Materials2018

    • 著者名/発表者名
      土川 覚、北村竜之介、小長谷圭司、稲垣哲也
    • 学会等名
      SciX 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical characteristics of Douglas fir at various densities, grain directions, and thicknesses investigated by Near-Infrared Spatially Resolved Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Te Ma, Gary Schajer, Zarin Pirouz, Tetsuya Inagaki, Satoru Tsuchikawa
    • 学会等名
      2018 SWST/JWRS International Convention
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 木材組織構造が近赤外領域等価散乱係数に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣 哲也、伴 麻由香、馬 特、土川 覚
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of optical properties in wood by Time-of-Flight near infrared spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      伴 麻由香、稲垣哲也、土川覚
    • 学会等名
      The 5th Asian NIR Symposium
    • 発表場所
      城山ホテル 鹿児島
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飛行時間近赤外分光法による木材の吸収・散乱特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      伴 麻由香、稲垣哲也、土川覚
    • 学会等名
      日本木材学会中部支部大会
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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