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超高感度化無磁場固体硫黄NMR法を活用したゴムの架橋構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K05129
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関高知大学

研究代表者

山田 和彦  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (80373380)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード加硫ゴム / 硫黄 / 無磁場固体NMR / NMR / 架橋構造 / シスチン / ゴム / 固体NMR
研究開始時の研究の概要

1830年代に加硫ゴムが発見されて以来、ゴムは現在社会に欠かすことの出来ないマテリアルである。しかしながら、ゴムのマクロ物性を決定づける硫黄原子による架橋構造は未だに明らかになっていない。本研究の目的は、アモルファス試料においても硫黄原子の化学分析が可能な、超高感度化無磁場固体核磁気共鳴(NMR)法を開発し、世界初となる、ゴム中の硫黄原子を介した架橋構造を分子レベルで解明することである。

研究成果の概要

1830年代に加硫ゴムが発見されて以来、自動車用タイヤを含め、ゴムの応用範囲は飛躍的に拡張した。今やゴムは現在社会に欠かすことの出来ないマテリアルである。しかしながら、ゴムのマクロ物性を決定づける硫黄原子による架橋構造は未だに明らかになっていない。その理由は、ゴムを含むアモルファス試料(非晶性高分子)における硫黄原子を測定対象とした化学分析法が存在しなかったことに尽きる。本研究では、アモルファス試料においても硫黄原子の局所構造解析が可能になる無磁場固体硫黄NMR法の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加硫ゴムの硫黄原子による架橋構造は長年に渡り明らかになっていなかった。本研究で開発した無磁場固体硫黄NMR法を活用することで、アモルファス試料における硫黄原子の定性・定量解析が可能になる。エラストマー研究において、革新的な分析手法を提供することができる。

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A sulfur-33 Nuclear Quadrupole Resonance Study of 33S2-labeled L-Cystine2023

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada*, Y. Masuda
    • 雑誌名

      Magn. Reson. Chem

      巻: 61 ページ: 296-300

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Field-Stepwise-Swept Solid-State 35Cl NMR and NQR of trichloroisocyanuric acid2023

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada*, M. Takahashi, T. Tritrakarn, T. Okamur
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 811

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 有機硫黄化合物を測定対象とする無磁場固体核磁気共鳴(NMR)法の応用2022

    • 著者名/発表者名
      山田 和彦
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 62 ページ: 242-245

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Multinuclear Solid-state Nuclear Magnetic Resonance of coal2022

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 62 ページ: 840-848

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 次世代型固体NMR法を活用した石炭化学構造研究2022

    • 著者名/発表者名
      山田 和彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第184回秋季講演大会,
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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