| 研究課題/領域番号 |
20K21137
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
白澤 徹郎 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, 主任研究員 (80451889)
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| 研究分担者 |
Voegeli Wolfgang 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (90624924)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | ナノ材料 / 小角X線散乱 / X線吸収分光 / ナノスケール構造 / 局所構造 / 放射光 / 小角Ｘ線散乱 / Ｘ線吸収分光 / ナノ構造 / Ｘ線散乱 / Ｘ線分光 / マルチスケール解析 / オペランド観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来は個別に行われていた小角Ｘ線散乱法とＸ線吸収微細構造分光法を同時かつ高速に測定する技術の開発を目的とする。ナノスケール構造と注目元素の化学状態・原子スケール局所構造情報の同時高速取得（時間分解能10ミリ秒から100ミリ秒）を可能にし、反応中の触媒ナノ粒子のナノスケール構造情報および活性元素の化学状態・局所構造の同時観察などの、オペランド・マルチスケール観察を開拓し、幅広い分野への波及を狙う。
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| 研究成果の概要 |
ナノ材料のナノスケール構造の分析に用いられる小角X線散乱（SAXS）測定と、注目元素の局所原子スケール構造の分析に用いられるX線吸収微細構造（XAFS）測定を、同時かつ高速に行うための新規計測技術の開発を行った。波長分散集束X線を用いた計測システムと新規解析法の開発により、ナノ粒子試料のナノスケール構造と局所原子スケール構造の同時観察（時間分解能100ミリ秒）に成功し、既存の方法に比べて1000倍以上の高速化を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノテクノロジーの根幹であるナノ材料の品質評価・管理や新規材料開発には、その構造や化学状態の評価が不可欠である。SAXS法とXAFS法はX線を用いた材料分析の代表的手法である。両手法の相補利用により、異なる長さスケールの構造や化学状態の情報を取得できるため、ナノ材料の特性の理解に極めて有効である。両手法は従来は個別に用いられていたが、本研究により、同時かつ高速計測（従来比1000倍以上）が可能になった。これにより、ナノ粒子を利用した燃料電池などのデバイスにおいて、動作中のナノ粒子の挙動追跡が可能になり、当該デバイスの機能改善や新規ナノ材料開発の加速に繋がることが期待される。
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