中性子スピンエコー法による分子膜のゆらぎと膜形態の相関に関する研究

2003 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13440119
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性一般(含基礎論)
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 武田 隆義 広島大学, 総合科学部, 教授 (70034593)
• 研究分担者: 瀬戸 秀紀 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60216546)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• キーワード: 中性子スピンエコー / ダイナミクス / 複雑液体 / 膜 / 両親媒性分子 / 脂質 / 中性子散乱 / 界面活性剤

研究概要

中性子スピンエコー分光器の整備・改良を進め、両親媒性分子を含む複雑液体での構造相転移とダイナミクスをX線および中性子小角散乱法と中性子スピンエコー法により調べた。主な成果は次の通りである。
1.中性子スピンエコー分光器の整備
(1)中性子スピンエコー分光器(ISSP-NSE)のためにドイツのHMIとの協力によりスーパーミラー偏極素子を用いてポラライザーとアナライザを改良・整備を行った。さらに、スイスのSwissNeutronics製の残留磁化型スーパーミラー偏極素子のテスト・検討、HMI等との協力・検討を重ね、移設するISSP-NSEの大幅な性能向上のために残留磁化型スーパーミラー偏極素子を用いたベンダーガイドポラライザーおよび大断面積アナライザの開発・整備を進めた。
(2)ISSP-NSEの大幅な性能向上のため、大口径スパイラルコイルはじめ多種の補正コイルの作製法の開発を進めた。
(3)TOF-NSEのために新たに考案した白色中性子ビーム対応のスピンフリッパーの試作および性能テストを行い、新型フリッパーがTOF-NSEに適したものであることを実証した。
2.上記の分光器を用いた中性子スピンエコー実験および中性子小角散乱実験を行い、
(1)非イオン性界面活性剤C_<12>E_5/水/n-オクタン系での構造のダイナミクス、
(2)リン脂質DPPC/水系に塩化カルシウムを加えた系での構造と脂質膜の波状ゆらぎとの相関、
(3)イオン性界面活性剤AOT/水/n-デカン3元系での温度・圧力誘起構造相転移とダイナミクス、
(4)AOT/水/油系、C_<12>E_5/水/油系およびDPPC/水系にエタノールを加えた系での相図及び温度・圧力誘起構造相転移等を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Neutron spin-echo studies on dynamic and static fluctuations in two types of poly(vinyl alcohol)gels (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Kanaya
  • 雑誌名: Physical Review E 71 ページ: 011801-1-011801-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of Confinement on Mambrane Undulation in a Swollen Lamellae Phase (2005)
  • 著者名/発表者名: Norifumi L. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 74,No.3 ページ: 875-877
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron spin-echo studies on dynamic and static fluctuations in two types of poly(vinyl alcohol) gels (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Kanaya
  • 雑誌名: Physical Review E 71 ページ: 011801(1)-011801(7)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of Confinement on Mambrane Undulation in a Swollen Lamellar Phase (2005)
  • 著者名/発表者名: Norifumi L.Yamada
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan Vol.74, No.3 ページ: 875-877
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Temperature and pressure effects on the bending modulus of monolayers in a ternary microemulsion (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Physical Review Letters 92 ページ: 056103-1-056103-4
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Temperature- and Pressure-dependences of a Bending Modulus of Surfactant Monolayers in a Ternary Microemulsion Composed ofAOT/D_2O/decane (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Seto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 708 ページ: 120-121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Droplet density dependences of the static and dynamic structures in a ternary microemulsion system (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 708 ページ: 92-93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Study on Slow Dynamics of Lipid Bilayers in the DPPC/D_2O/CaCl_2 System (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 708 ページ: 118-119
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Temperature- and Pressure-dependences of Bending Modulus of Surfactant Monolayers in a Ternary Microemulsion Composed of AOT / D_2O / decane (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Seto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 708 ページ: 120-121
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Small-angle neutron scattering study of droplet density dependence of the water-in-oil droplet structure in a ternary microemulsion (2003)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao
  • 雑誌名: Journal of Applied Crystallography 36 ページ: 602-606
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A swollen gel phase of DPPC aqueous solution with small amount of ethanol observed at moderate pressure and temperature (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Seto
  • 雑誌名: Journal of Applied Crystallography 36 ページ: 607-611
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Development of spin flippers with steady current for the TOF-NSE spectrometer (2003)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Physica B 335 ページ: 211-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Temeperature-and Pressure-dependences of Shape Fluctuations in a Ternary Microemulsion System (2002)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Journal of Neutron Research 10 ページ: 131-136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Studies on Poly(Vinyl Alcohol)Gel in a Mixture of Dimethyl Sulfoxide and Water (2002)
  • 著者名/発表者名: T.Kanaya
  • 雑誌名: Journal of Neutron Research 10 ページ: 149-153
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Studies of the Effects of Temperature and Pressure in a Ternary Microemulsion (2002)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Applied Physics A 74 ページ: S534-S536
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Development of spin flippers with steady current for a TOF-NSE spectrometer at a pulsed spallation neutron source (2002)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Applied Physics A 74 ページ: S177-S179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Slow Dynamics of n-Butoxyethanol-Water Mixture by Neutron Spin Echo Technique (2002)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshida
  • 雑誌名: Applied Physics A 74 ページ: S386-S388
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of proteins on dynamics of water-in-oil AOT microemulsions (2002)
  • 著者名/発表者名: M.Hirai
  • 雑誌名: Applied Physics A 74 ページ: S1254-S1256
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Temeperature- and Pressure-dependences of Shape Fluctuations in a Ternary Microemulsion System (2002)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Journal of Neutron Research 10(3-4) ページ: 131-136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Studies on Poly(Vinyl Alcohol) Gel in a Mixture of Dimethyl Sulfoxide and Water (2002)
  • 著者名/発表者名: T.Kanaya
  • 雑誌名: Journal of Neutron Research 10(3-4) ページ: 149-153
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Studies of the Effects of Temperature and Pressure in a Ternary Microemulsion (2002)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Applied Physics A 74[Suppl.] ページ: S534-S536
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Development of spin flippers with steady current for a TOF-NSE spectrometer at a pulsed spallation neutron source (2002)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Applied Physics A 74[Suppl.] ページ: S177-S179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Slow Dynamics of n-Butoxyethanol-Water Mixture by Neutron Spin Echo Technique (2002)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshida
  • 雑誌名: Applied Physics A 74[Suppl.] ページ: S386-S388
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of proteins on dynamics of water-in-oil AOT microemulsion (2002)
  • 著者名/発表者名: M.Hirai
  • 雑誌名: Applied Physics A 74[Suppl.] ページ: S1254-S1256
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Investigations on Slow Dynamics in Complex Fluids Involving Amphiphiles (2001)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Studies in Surface Science and Calalysis 132 ページ: 205-208
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Studies on Effects of Temperature and Pressure in Dynamics of a Ternary Microemulsion (2001)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Studies in Surface Science and Calalysis 132 ページ: 209-212
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamical fluctuation of the mesoscopic structure in ternary C_<12>E_5/water/n-octane amphiphilic system (2001)
  • 著者名/発表者名: S.Komura
  • 雑誌名: Physical Review E 63 ページ: 041402-1-041402-10
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Carbon Number Study on Self-Assmble Mechanisms in AOT/D_2O/n-alkane Microemulsion Systems (2001)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 70 ページ: 335-337
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Development of the Measurement System of Neutron Spin Echo Spectrometer ISSP-NSE at JRR-3M (2001)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 70 ページ: 445-447
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Investigations on Dynamics in Ternary C_<12>E_5/n-octane/D_2O and DPPC/D_2O/CaCl_2 Amphiphilic Systems (2001)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 70 ページ: 323-325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Hydrodynamic interactions in the structural fluctuation of a ternary amphiphilic system C_<12>E_5/water/n-octane (2001)
  • 著者名/発表者名: S.Komura
  • 雑誌名: The European Physics Journal E 5 ページ: 329-336
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pressure-induced structural phase transition of dense droplet microemulsions studied by small-angle x-ray scattering (2001)
  • 著者名/発表者名: H.Seto
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 115 ページ: 9496-9502
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of Temperature and Pressure on Phase Transitions in a Ternary Microemulsion System (2001)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 115 ページ: 10036-10044
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A proposal of neutron spin echo spectrometers at the new pulsed neutron source in Japan (2001)
  • 著者名/発表者名: H.Seto
  • 雑誌名: JAERI-Conf 2001-002 ページ: 390-393
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Investigations on Dynamics in Ternary C_<12>E_5 / n-octane / D_2O and DPPC / D_2O / CaCl_2 Amphiphilic Systems (2001)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Studies in Surface Science and Calalysis 132 ページ: 205-208
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamical fluctuation of the mesoscopic structure in ternary C_<12>E_5 / water / n-octane amphiphilic system (2001)
  • 著者名/発表者名: S.Komura
  • 雑誌名: Physical Review E 63 ページ: 041402(1)-041402(10)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Carbon Number Study on / Self-Assmble Mechanisms in AOT / D_2O n-alkane Microemulsion Systems (2001)
  • 著者名/発表者名: M.Nagao
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 70 Suppl.A ページ: 335-337
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Development of the Measurement System of Neutron Spin Echo Spectromete ISSP-NSE at JRR 3M (2001)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawabata
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 70 Suppl.A ページ: 445-447
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neutron Spin Echo Investigations on Dynamics in Ternary C_<12>E_5 / n-octane / D_2O and DPPC / D_2O / CaCl_2 Amphiphilic Systems (2001)
  • 著者名/発表者名: T.Takeda
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 70 Suppl.A ページ: 323-325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Hydrodynamic interactions in the structural fluctuation of a ternary amphiphilic system C_<12>E_5 / water / n-octane (2001)
  • 著者名/発表者名: S.Komura
  • 雑誌名: The European Physics Journal E 5 ページ: 329-336
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Concentration Fluctuations and Cluster Dynamics of 2-Butoxyetahnol-Water Mixtures by Small-angle Neutron Scattering and Neutron Spin Echo Techniques
  • 著者名/発表者名: K.Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Molecular Liquid (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Concentration Fluctuations and Cluster Dynamics of 2-Butoxyetahnol-Water Mixtures by Small-angle Neutron Scattering and Neutron Spin Echo Technique
  • 著者名/発表者名: K.Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Molecular Liquid (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Neutron Spin Echo Spectroscopy, Lecture Notes in Physics 601(eds. F.Mezei, C.Pappas, T.Gaterlot) (2003)
  • 著者名/発表者名: S.Komura
  • 総ページ数: 302-311
  • 出版者: Springer-Verlag, Belin
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より