| 研究課題/領域番号 |
20H02782
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
丸林 弘典 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (00723280)
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| 研究分担者 |
宮田 智衆 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (10838949)
陣内 浩司 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20303935)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 結晶性高分子 / 階層構造 / 4D-STEM / 電子回折 / 結晶構造 / ラメラ晶 / 球晶 / 成長機構 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ナノビーム電子回折法である4次元走査型透過電子顕微鏡（4D-STEM）法を用いて結晶性高分子のラメラ晶の時空間分布をナノメートルスケールで明らかにし、高分子の階層構造とその形成過程である結晶化の分子描像を得ることを目的とする。
最終年度（2022年度）は、前年度（2021年度）から最終年度（2022年度）に得られた高分子球晶の4D-STEMデータ（回折図形群）の詳細な解析を行なった。代表的な電子回折図形の指数付けにより、各走査点におけるラメラ晶の結晶方位を明らかにした。この結晶方位を参考にして、再構成に用いる逆空間領域を変化させることで、種々の暗視野像を作成し、特定の配向のラメラ晶を選択的に可視化することに成功した。
得られたラメラ晶の配向のナノスケール空間分布に基づいて、高分子球晶の成長機構を考察した。その結果、球晶中のラメラ晶の成長機構について新たな知見が得られた。具体的には、(i) 元のラメラ晶と結晶方位に明確な相関の無いラメラ晶が新たに高次核生成し得ること (非結晶学的な分岐)、(ii) 結晶方位の似通ったラメラ晶からなる領域（疑似的な結晶粒）がマイクロメートルスケールで形成されること、などが実験的に明らかになった。今後、シミュレーション手法による先行研究などと比較検討することで、高分子球晶の成長機構について分子論的な理解が深まると期待される。さらに、ラメラ晶の配向のナノスケール空間分布の時間発展、すなわち時空間分布の解明が期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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