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メゾスコピック系材料の精密構造解析へ向けた軟X線共鳴散乱法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21K12523
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80040:量子ビーム科学関連
研究機関京都府立医科大学 (2023)
京都大学 (2021-2022)

研究代表者

高西 陽一  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80251619)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード軟X線共鳴散乱 / ソフトマター / 構造解析 / 量子ビーム / 軟X線共鳴散乱
研究開始時の研究の概要

本研究は、通常のX線散乱・回折では得ることのできない構造をより詳細に得ることができる共鳴X線散乱法を、硬X線ではなく炭素原子のK-edge吸収端エネルギーによる軟X線で行う手法を確立し、ソフトマターなどをはじめとする様々なメゾスコピック系材料の精密構造解析へと発展させることを目的としている。

研究実績の概要

ソフトマターの特徴の1つはその自発的な組織化による階層構造にあり、その空間スケールは数nm~100nm程度で、その優れた光学的、機械的、電気的性質をもつ機能性材料として幅広く利用されているが、それぞれの特性はまさに系のもつ多彩な階層構造に起因しており、その構造および発現機構を理解し、応用できればこれまで存在しない、思いもよらない並外れた性能を備えた材料・構造を設計することも可能である。
本研究は、通常のX線散乱・回折では得ることのできない構造をより詳細に得ることができる共鳴X線散乱法を、硬X線ではなく炭素原子のK-edge吸収端エネルギーによる軟X線で行う手法を確立し、ソフトマターなどをはじめとする様々なメゾスコピック系材料の精密構造解析につなげることを目的としている。
初年度で分子研(愛知県岡崎市)のUVSOR施設の軟X線ビームラインBL3Uの共同利用し、プリミティブな成果を国内学会で報告した。二年目は、(1)小角・広角の両方の光学系で測定、(2)試料後方にフォトダイオードを入れ吸収スペクトル測定、(3)光配向膜による配向試料の作製が可能となり、屈曲型液晶のB4相が形成するヘリカルフィラメント構造のらせん構造に関しては再現性ある結果を得て、論文に公表した。最終年度は課題となっていた広角散乱が安定に取れる対策にも取り組み、まだ再現性はとれていないものの電顕用のメッシュを使用することで強い散乱強度を得ることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

進捗がやや遅れた一番の理由は、申請者が異動したことによる。所属の大学が変わったため、新職場での公務になれつつ、研究装置の移動や再設置などを行った結果、研究環境の復帰に半年近く要してしまった。しかしながら後半は順調に研究が進み,
広角散乱が安定に取れる課題にも取り組み、電顕用のメッシュを使用することで強い散乱強度を得ることに成功した。

今後の研究の推進方策

電顕用のメッシュを使用することで強い散乱強度を得ることができるようになったので、メッシュの形状をいくつか試して最適なメッシュを確定しつつ、研究対象の一つである副次相の構造解析をまとめていく。

報告書

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

    (7件)

すべて 2022 2021

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 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The effect of the structure of helical nanofilament of the B4 phase of bent-core liquid crystals on the nano-phase separation mixed with rod-like cholesteric liquid crystal mixture2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Takanishi, F. Araoka, and H. Iwayama
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 12 号: 45 ページ: 29346-29349

    • DOI

      10.1039/d2ra03316j

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] New structure formation induced by nano-scale phase separation composed of a bent-core liquid crystal and rod-like cholesteric liquid crystal mixtures2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Takanishi, F. Araoka, and H. Iwayama
    • 学会等名
      ILCC2022(28th International Liquid Crystal Conference)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 共鳴軟X線散乱による液晶相構造解析への試み2022

    • 著者名/発表者名
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • 学会等名
      「軟X線共鳴散乱/反射率」研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 共鳴軟X線散乱を用いたソフトマター精密構造解析の試み2022

    • 著者名/発表者名
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • 学会等名
      放射光学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 共鳴軟X線散乱を用いた液晶相構造の精密構造解析の試み2022

    • 著者名/発表者名
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] New structure formation induced by nano-scale phase separation composed of a bent-core liquid crystal and rod-like cholesteric liquid crystal mixture2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Takanishi; Fumito Araoka and Hiroshi Iwayama
    • 学会等名
      ILCC2022(International Liquid Crystal Conference 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 共鳴軟X線散乱によるソフトマター精密構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      高西陽一、荒岡史人、岩山洋士
    • 学会等名
      UVSORシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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