液体の原子分解能解析技術の確立と機能設計

液体原子分辨率分析技术的建立及功能设计

基本信息

批准号：
15J11146
负责人：
宮田智衆
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

液体は物質輸送や分離・抽出・反応の場として広く利用されているが、その内部でイオンや分子がどのような液体構造を形成し、どのように溶媒和され、どのように運動しているのか等の理解は未だ不十分なままである。この原因としては、液体内部を原子・分子レベルの空間分解能で観測できる実験手法が存在しないことが挙げられる。そこで本研究では、液体試料作製法を工夫し、従来固体材料観察に用いられてきた原子分解能を有する走査透過型電子顕微鏡法（STEM）を液体観察に適用することで、液体を原子・分子レベルで観察できる手法を確立すること、さらに液体内部のナノ構造やイオン・分子の挙動を時間的・空間的な不均一性と合わせて解明することを目的としてきた。３年目である昨年度は、次の内容について研究を行なった。1. イオン液体中のイオン分布を直接観察し、そこからナノドメイン構造を抽出した。さらに、イオン液体中における自由エネルギー分布を可視化した。これによりイオン液体中のナノドメイン構造の起源を実験的に初めて明らかにした。2. 電子線によるイオン液体試料へのダメージを理論的・実験的に見積もった。ここから、電子線照射によるナノ構造およびイオンのダイナミクスへの影響は比較的小さいことを明らかにした。3. 電子顕微鏡中で試料に印加される磁場による、イオン液体ダイナミクスへの影響を実験的に検証した。ここから、磁場による影響は検出できないことを明らかにした。4. 観察試料が薄膜（～10nm）であることによるイオン液体ダイナミクスおよびナノ構造への影響を実験的に検証した。ここから、液体膜が薄くなるほどイオン液体のダイナミクスが遅くなる可能性が示唆された。１、２年度目に行った研究内容を学術論文として発表した。また、国内学会3件、国際会議1件の発表を行った。さらに、招待講演を1件行い、発表論文２報に関してプレスリリースを行った。

液体被广泛用作传质、分离、萃取和反应的场所，但离子和分子在其内部形成什么样的液体结构，它们如何溶剂化，以及它们如何移动？原因之一是没有实验方法可以在原子或分子水平上以空间分辨率观察液体内部。因此，在本研究中，我们设计了一种液体样品制备方法，并将传统上用于观察固体材料的具有原子分辨率的扫描透射电子显微镜（STEM）应用到液体观察中。一种观察液体内部纳米结构并阐明离子和分子行为以及时间和空间不均匀性的方法。去年，第三年，我们进行了以下课题的研究。 1.我们直接观察离子液体中的离子分布并从中提取纳米域结构。此外，我们可视化了离子液体中的自由能分布。这首次通过实验揭示了离子液体中纳米域结构的起源。 2.从理论上和实验上估计了电子束对离子液体样品的损伤。这表明电子束辐照对纳米结构和离子动力学的影响相对较小。 3.我们通过实验验证了电子显微镜下施加在样品上的磁场对离子液体动力学的影响。由此可知，无法检测到磁场的影响。 4. 我们通过实验验证了观察样品为薄膜（~10 nm）对离子液体动力学和纳米结构的影响。这表明液膜越薄，离子液体的动力学越慢。第一年和第二年进行的研究以学术论文形式发表。此外，他还在3次国内学术会议和1次国际会议上做报告。此外，我们还举办了一场特邀讲座，并发布了有关两篇已发表论文的新闻稿。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

液体中の単原子観察およびナノ不均一構造解析

液体中的单原子观察和纳米异质结构分析

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
宮田智衆;溝口照康
通讯作者：
溝口照康

Characterization of vanadium in oil sands fluid petroleum coke using electron microscopy

使用电子显微镜表征油砂流体石油焦中的钒

DOI：
10.1016/j.fuel.2016.03.015
发表时间：
2016
期刊：
Fuel
影响因子：
7.4
作者：
J. E. Zuliani;T. Miyata;T. Mizoguchi;J. Feng;D. W. Kirk;C. Q. Jia
通讯作者：
C. Q. Jia

Molecular Vibrational Measurement of Localized Areas in a Liquid

液体中局部区域的分子振动测量

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Tanaka;K. Sano;M. Imai;K. Uematsu;T. Harada;Y. Doshida;T. Miyata and T. Mizoguchi
通讯作者：
T. Miyata and T. Mizoguchi

原子分解能電子顕微鏡によるC8mimBr中におけるBr-イオンの動的挙動直接観察

使用原子分辨率电子显微镜直接观察 C8mimBr 中 Br 离子的动态行为

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
宮田智衆;溝口照康
通讯作者：
溝口照康

Linkoping University(Sweden)

林雪平大学（瑞典）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
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作者：
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宮田智衆其他文献

原子分解能電子顕微鏡による高分子鎖局所形態の解析

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DOI：
发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
陣内浩司

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DOI：
发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
作者：
東宏一;狩野見秀輔;丸林弘典;宮田智衆;陣内浩司
通讯作者：
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DOI：
发表时间：
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影响因子：
0
作者：
宮田智衆;後関頼太;石曽根隆;陣内浩司;矢貝史樹;田渕陽裕，山本結生，細野和美，越智剛敬，山崎研人，野元昭宏，小川昭弥;髙島淳史，前田寧，杉原伸治;Y. Ooyama;田中杏里，萩原敬人，川谷諒，高坂泰弘
通讯作者：
田中杏里，萩原敬人，川谷諒，高坂泰弘

高分子構造の静的・動的な姿をナノスケールで観る

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DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邉大介;宮田智衆;角田克彦;森下善広;門脇弘;真下成彦;陣内浩司;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;間藤芳允・周東真穂・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;Toshifumi Satoh;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;海老井大和・間藤芳允・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;陣内浩司;陣内浩司
通讯作者：
陣内浩司

高分子研究における電子顕微鏡 - 基礎から応用まで

聚合物研究中的电子显微镜 - 从基础到应用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邉大介;宮田智衆;角田克彦;森下善広;門脇弘;真下成彦;陣内浩司;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;間藤芳允・周東真穂・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;Toshifumi Satoh;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;海老井大和・間藤芳允・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文;江部陽・藤原魁佑・Brian J. Ree・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・丸林弘典・陣内浩司・佐藤敏文;陣内浩司
通讯作者：
陣内浩司