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本研究は中性子スピンエコー分光器iNSEの改良と中性子スピンエコー法(NSE)により複雑液体のメゾスコピック構造のダイナミクスを調べて構造形成の機構の解明を進める事を目的とした。大面積スパイラルコイル等各種補正コイル、新方式スピンフリッパー等の開発・試作・性能テスト・実用化を進めiNSEの性能を大幅に向上させた。両親媒性分子を含む複雑液体でのX線小角散乱法(SAXS)、中性子小角散乱法(SANS)およびとNSEによりメゾスコピック構造の構造相転移とダイナミクスを調べ構造形成の機構の解明を進めた。主な成果は次ぎの通りである。
(1)NSE分光器の性能を決めるのに最も重要な磁場積分の不均一を大断面積に亘って補正する大口径(150mm)スパイラルコイルをはじめ各種の補正コイルの作製法の開発を進め、これらの設置によりiNSEの測定効率を1桁以上向上させた。
(2)飛行時間法(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白色のパルス中性子ビームを用いて性能テストを行い、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。
(3)上記の分光器を用いたNSE、SANSおよびSAXS実験を行い、
a)リン脂質DPPC/水系に塩化カルシウムを微量加えた系および非イオン性界面活性剤C_<12>E_5/水系での2分子膜の波状ゆらぎに関るダイナミクスと構造相転移との相関、
b)C_<12>E_5/水/油系およびリン脂質DPPC/水/エタノール系での相図及び温度・圧力誘起構造相転移とダイナミクス等を明らかにした。
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