| 研究課題/領域番号 |
19K05581
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
佐々木 園 京都工芸繊維大学, 繊維学系, 教授 (40304745)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 高分子結晶 / 電子密度分布マップ / 最大エントロピー法(MEM) / 放射光粉末X線回折データ / パラクリスタル格子乱れ / 大エントロピー法(MEM) / 高分子パラクリスタル / 電子密度分布イメージング / マキシマムエントロピー法 / 放射光粉末回折法 / 分子鎖間水素結合の可視化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、射光施の高輝度X線を利用して高SN比で測定した粉末X線回折データと情報理論に基づく期待値の推定法であるマキシマムエントロピー法(MEM)を用いて、線状高分子(ポリマー)結晶の①電子密度分布を推定、可視化し、② 隣接分子鎖間で形成される水素結合を見える化する。本研究で確立する精密構造解析法により得られた結晶構造の電子密度マップを使って、③主鎖を構成する元 素の電子密度分布の広がりと偏りを数値化することにより、高分子の結晶格子(パラクリスタル格子)の特徴やそこに充填される分子鎖の不規則な螺旋構造を検討する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、放射光の高輝度X線を利用して測定した粉末X線回折データとマキシマムエントロピー法（MEM）を用いて、線状高分子の典型例である高密度ポリエチレン(HDPE)について結晶構造の電子密度分布を推定・可視化することに成功した。HDPE結晶構造の電子密度マップから、主鎖を構成する元素の電子密度分布の広がりと偏りを数値化することにより、HDPE鎖が形成する結晶格子の乱れ（パラクリスタル格子乱れ）の詳細を議論することが出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、乱れを含む高分子の結晶構造の本質を電子スケールで明らかにすることに特徴がある。そのための実験・データ解析法を確立することを目的とした本研究の成果は、高分子固体構造科学に重要な知見となると確信している。
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