メゾスコピック系材料の精密構造解析へ向けた軟X線共鳴散乱法の確立

介观材料精密结构分析软X射线共振散射方法的建立

基本信息

批准号：
21K12523
负责人：
高西陽一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ソフトマターの特徴の１つはその自発的な組織化による階層構造にあり、その空間スケールは数nm～100nm程度で、その優れた光学的、機械的、電気的性質をもつ機能性材料として幅広く利用されているが、それぞれの特性はまさに系のもつ多彩な階層構造に起因しており、その構造および発現機構を理解し、応用できればこれまで存在しない、思いもよらない並外れた性能を備えた材料・構造を設計することも可能である。本研究は、通常のX線散乱・回折では得ることのできない構造をより詳細に得ることができる共鳴Ｘ線散乱法を、硬Ｘ線ではなく炭素原子のK-edge吸収端エネルギーによる軟X線で行う手法を確立し、ソフトマターなどをはじめとする様々なメゾスコピック系材料の精密構造解析につなげることを目的としている。初年度で分子研（愛知県岡崎市）のUVSOR施設の軟X線ビームラインBL3Uの共同利用し、ある程度信号がでるようになり、プリミティブな成果を国内学会で報告した。今年度は、(1)小角・広角の両方の光学系が測定が可能、(2)試料後方にフォトダイオードを入れて吸収スペクトル測定が可能、(3)光配向膜による配向試料の作製、など、試料および試料周辺のインフラを改善し、引き続き軟Ｘ線共鳴散乱測定を行い、キラル液晶の副次相の相構造、新奇液晶相の長周期構造に関する知見などを得てきた。この中で屈曲型液晶のB4相が形成するヘリカルフィラメント構造のらせん構造に関しては再現性ある結果を得て、論文に公表した。

软物质的特点之一是其自发组织的分级结构，空间尺度为数纳米至100纳米，作为具有优良光学、机械、电学性能的功能材料而被广泛应用，但其各自的特点。由于系统具有多样化的层次结构，如果我们能够理解并应用其结构和表达机制，我们将能够实现前所未有的非凡性能，设计材料和结构也是可能的。本研究采用共振X射线散射，可以获得普通X射线散射/衍射无法获得的更详细的结构，使用利用碳原子的K边吸收边能的软X射线代替硬X射线目的是建立一种执行该方法的方法，并将其与包括软物质在内的各种介观材料的精确结构分析联系起来。第一年，我们共享了分子科学研究所（爱知县冈崎市）UVSOR设施的软X射线束线BL3U，并能够产生一些信号，并在国内报告了我们的初步结果。学术会议。今年，我们将能够（1）使用小角度和广角光学系统进行测量，（2）通过在样品后面插入光电二极管来测量吸收光谱，（3）使用光配向膜制备定向样品，改进了样品及样品周围的基础设施，继续开展软X射线共振散射测量，获得了手性液晶第二相的相结构和新型液晶相的长周期结构的知识。其中，我们获得了关于由弯曲液晶的B4相形成的螺旋丝结构的螺旋结构的可重复的结果，并将其发表在论文中。