ソフトマター科学における量子ビームの相補利用の開拓

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25600137
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 金谷 利治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (20152788)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 量子ビーム / 中性子散乱 / 放射光X線 / ソフトマター / ミュオン / 相補利用

研究実績の概要

本研究では、量子ビームと呼ばれる放射光X線、中性子、ミュオンを相補的に利用しソフトマター研究を進め、その有用性を示し、今後多くの研究分野で量子ビームの利用がより活性化されることを狙った。以下の２つのテーマについて具体的に研究を進めた。（１）高分子薄膜のガラス転移、（２）ゴム物質の構造とダイナミクス、の２つである。（１）については、高分子薄膜のガラス転移については中性子反射率測定と超低速ミュオンの相補利用によりガラス転移温度の薄膜中での分布を解明した。（２）につては比較的実用材料に近いフィラーを含むゴム系に注目し、小角X線散乱と小角中性子散乱の相補利用により構造解明を行うと同時に、ミュオンスピン緩和と非弾性中性子散乱の相補利用により、そのダイナミクスを広い空間と時間スケールにおいて明らかにすることに成功した。これらの２つの系において、量子ビームの相補利用の有効性を具体的に示した。

研究成果

• [国際共同研究] Paul Scherrer nstitut/Muon Experiment(Swaziland)
  • 国名: スワジランド
  • 外国機関名: Paul Scherrer nstitut/Muon Experiment
  • 他の機関数: 1
• [雑誌論文] Visualizing patterned thin films by grazing-incidence small-angle X-ray scattering coupled with computed tomography (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogawa H, Nishikawa Y, Fujiwara A, Takenaka M,Wang Y-C, Kanaya T and Takata M
  • 雑誌名: J. Appl. Cryst. 巻: 48 ページ: 1645-1650
  • DOI: 10.1107/S1600576715016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nanostructures for Efficient Hole Transport in Poly(3-hexylthiophene) Film: A Study by Conductive Atomic Force Microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Osaka M, Benten H, Ohkita H, Ito S, Ogawa H,and Kanaya T
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 119 ページ: 24307-24314
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b08237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of glass transition temperatures T-g in polystyrene thin films as revealed by low-energy muon spin relaxation: A comparison with neutron reflectivity results (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanaya T, Ogawa H, Kishimoto M, Inoue R, Suter A, Prokscha T,
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 92 ページ: 022604-1-7
  • DOI: 10.1103/PhysRevE.92.022604
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Microbeam Wide-Angle X-ray Scattering Study on Precursor of Shish Kebab. Effects of Shear Rate and Annealing on Inner Structure (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Murakami M, Inoue R, Nishida K, Ogawa H, Ohta N, Kanaya T
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 ページ: 3337－3343
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early aggregation preceding the nucleation of insulin amyloid fibrils as monitored by small angle X-ray scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Chatani, E, Inoue, R, Imamura, H, Sugiyama, M, Kato, M, Yamamoto, M, Nishida, K,Kanaya, T
  • 雑誌名: SCIENTIFIC REPORTS 巻: 5 ページ: 154851-14
  • DOI: 10.1107/S1600576715016684
  • 査読あり
• [学会発表] Current status and updates on J-PARC/MLF (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya
  • 学会等名: 15th Japan-Korea Meeting on Neutron Science
  • 発表場所: Pusan（Korea）
  • 年月日: 2016-01-06 – 2016-01-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Distribution of Glass Transition Temperature Tg in Polymer Thin Films by Neutron Reflectivity and Low Energy Muon Spin Relaxation (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshji Kanaya
  • 学会等名: Juelich Soft Matter Days 2015
  • 発表場所: Juelich（Germany）
  • 年月日: 2015-11-10 – 2015-11-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Shear- and deformation-induced polymer Crystallization studied by small-angle neutron and X-ray scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya
  • 学会等名: %th Asia Symposium on Advanced Materials: Chemistry, Physics & Biomedicine of Functional and Novel Materials
  • 発表場所: Pusan（Korea)
  • 年月日: 2015-11-01 – 2015-11-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Present status of J-PARC/MLF (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya
  • 学会等名: Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Manly（Australia）
  • 年月日: 2015-07-20 – 2015-07-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Distribution of Glass Transition Temperatures and Dynamic Heterogeneity of Polymer Thin Films (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya
  • 学会等名: Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: Manly（Australia）
  • 年月日: 2015-07-20 – 2015-07-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Polymer Thin Film Dynamics by Neutron Inelastic Scattering, Neutron Reflectivity and Low Energy Muon (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiji Kanaya
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Neutron Scattering
  • 発表場所: Hong Kong（China）
  • 年月日: 2015-06-21 – 2015-06-26
  • 国際学会 / 招待講演