ミクロ/マクロスケールダイナミックス解析システムの開発およびゲル科学への展開

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12355033
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安藤 勲 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20016637)
• 研究分担者: 樋口 啓一郎 日本電子(株), 本部長 ; 黒木 重樹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30293046) ; 佐藤 満 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10143679)
• キーワード: 磁場勾配NMR / ゲル科学 / 高分子ゲル / 拡散係数 / NMRイメージング / ダイナミックス / 三次元画像化 / ミクロ・マクロスケール

研究概要

高分子ゲルの物性・機能と密接な関係のある網目鎖の揺らぎ運動過程の本格的な研究にはどうしても2000G/cm以上の磁場勾配を発生させることが可能な超磁場勾配NMRプローブの開発が必要である。それにより10^<-10>-10^<-11>cm^2/sの拡散係数の測定が可能となり、極めて遅い拡散過程の研究を大きくブレイク・スルーすることができる。これによりゲル系および高分子の融液・濃厚溶液のダイナミックスの研究に有力な方法として応用できる。また、このような超高磁場勾配システムをNMRイメージングに組み込むことにより高分解能三次元拡散画像化解析が可能となり、ダイナミックス解析法の可能性を大きく発展させることができ、これはゲル科学に大きな方法論を提供することになる。
本研究では、このような2000G/cm以上の超磁場勾配発生のできるNMRプローブを電磁気学的設計をもとに試作し、世界でトップの超磁場勾配発生装置を試作することを目的のひとつとし、その試作を行い、この超磁場勾配NMRプローブを用いて、高分子ゲルの網目鎖の揺らぎ運動過程を解明することに応用して、可能性の高い研究成果を得つつある。その一部を論文として発表を行い高い評価を受けている。
次年度では、装置の改善を行いゲル科学の研究において大きな発展を期待している。

研究成果

• [文献書誌] M.Kanekiyo,M.Kobayashi,I.Ando,H.Kurosu,and S.Amiya: "A Structural and Dynamic Study of (Ethylene-Vinyl Alcohol) Copolymer Gels by^1H Pulse NMR and Solid-State ^<13>C NMR"Macromolecules. 33. 7971-7976 (2000)
• [文献書誌] A.Yamazaki,Y.Hotta,H.Kurosu and I.Ando,: "Spatial Distribution of Paramagnetic Mn^<2+> Ions in a Composite PMAA Gel With the Application of an Electric Field as Studied by ^1H NMR Imaging Method"J.Mol.Structure. 554. 47-53 (2000)
• [文献書誌] Y.Machida,S.Kuroki,M.Kanekiyo,M.Kobayashi,I.Ando and S.Amiya: "A Structural Study of Water in a Poly(vinyl alcohol) Gel by ^<17>O NMR Spectroscopy"J.Mol.Structure. 554. 81-90 (2000)
• [文献書誌] C.Zhao,S.Kuroki and I.Ando: "Diffusional Behavior of n-Alkaues in Polypeptide Gel System with Highly Oriented Chains as Studied by Pulsed Field-Gradient Spin-Echo ^1H NMR Method"Macromolecules,. 33. 4487-4489 (2000)
• [文献書誌] Y.Yin,C.Zhao,S.Kuroki and I.Ando: "Diffusional Behavior of Polypeptides in the Thermotropic Liquid Crystalline State as Studied by Pulse Field-Gradient Spin-Echo ^1H NMR Method"J.Chem.Phys.. 113. 9606-9611 (2000)
• [文献書誌] M.Kanekiyo,M.Kobayashi,I.Ando,H.Kurosu and S.Amiya: "A structural study of (ethylene-vinyl alcohol) copolymers by high-resolution solid-state ^<13>C NMR"Polymer. 41. 2391-2404 (2000)
• [文献書誌] S.Matsukawa and I.Ando: "Gels Handbook : Vol.2, Chapter 2, Section 4"Academic Press, New York, USA. 20 (2000)