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早川 虹雪; 村口 正和*; 馬酔木 ゆめの*; 小島 洋一郎*; 小田 将人*; 藪田 莉名*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
AIP Advances (Internet), 16(2), p.025337_1 - 025337_8, 2026/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nanoscience & Nanotechnology)風化黒雲母(WB)は粘土由来の層状鉱物であり、700
C以上での溶融塩処理により熱電特性を示すようになる。本研究では、CsおよびSrのインターカレーションがWBの局所構造および電気伝導性に与える影響を調査した。WBをCsClおよび/またはSrCl
を含む溶融塩で処理し、得られた試料についてX線蛍光分析(XRF)、X線回折(XRD)、X線吸収微細構造(XAFS)、および四端子法による電気伝導度測定を行った。XRFによりCs/Srの取り込みが確認され、XRDにより層状構造が保持されていることが示された。XAFS解析では、Cs/Srをインターカレーションした試料において、高温下でSr-Si間距離が約
,
短縮することが明らかとなり、SrがSi-O層に近づくことが示唆された。630
860Cで測定した電気伝導度では、630780Cの範囲においてCs/Sr-WBがSr-WBより高い伝導性を示した。これらの結果から、層間イオンの再配置により伝導経路が改善されることが示され、層間構造制御が粘土系熱電材料設計における有効な手法であることが示唆された。
早川 虹雪*; 村口 正和*; 馬酔木 ゆめの*; 小島 洋一郎*; 小田 将人*; 藪田 莉名*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 23(3), p.290 - 295, 2025/07
環境調和型の高温で動作する熱電材料へむけて、粘土鉱物を利用した材料開発を進めている。高温で熱電特性をえることに成功したが、なぜその特性を示すかは分からない。そこで高温環境下で風化黒雲母の構造変化を解明するためのXAFS分析手法の開発し、高温でのFeの局所構造を明らかにする。大気環境と真空環境で焼結した試料のFeの局所構造解析からFeの化学結合状態の変化を明らかにした。
泉 佳伸*; 松尾 陽一郎*; 坂本 綾子; 高城 啓一*; 畑下 昌範*; 小嶋 崇夫*; 清水 喜久雄*
no journal, ,
真核生物のモデルとして出芽酵母(S288c)を用い、イオンビームにより誘発された突然変異の解析を行った。その結果、イオンビーム照射では
線のような低LET放射線とは対照的な生物応答が観察された。イオンビームに特徴的な突然変異誘導メカニズムを解明するために、LETが13keV/
mから107keV/mまでの炭素イオンビームの照射を行った。また比較として、LETが0.45keV/mの陽子線の照射を行った。炭素イオンビーム照射の照射はTIARA(JAEA)及びHIMAC(NIRS)にて、陽子線照射は若狭湾エネルギー研究センターにて行った。照射後、生残率と突然変異頻度の測定と突然変異部位を特定するためのシークエンス解析を行った。放射線照射に起因する突然変異生成の分子機構を説明するために、野生型酵母に加えて8-oxoGTPの除去活性が失われている
系統(BER-)、及びミスマッチ修復が不活性である
系統(MMR-)を用いた。また、比較のため二本鎖切断修復に関与する遺伝子が不活性である
系統(NHEJ-)及び
系統(HR-)についても解析を行った。
早川 虹雪*; 村口 正和*; 馬酔木 ゆめの*; 藪田 莉名*; 小田 将人*; 石井 宏幸*; 本田 充紀; 小島 洋一郎*
no journal, ,
未利用廃熱の有効活用に向けた高温熱電材料の開発を目的として、土壌由来の粘土鉱物である風化黒雲母(WB)に対し、溶融塩法によりアルカリ金属およびアルカリ土類金属イオンを導入した試料を作製し、電気伝導特性を評価した。Sr導入WBおよびCs/Sr共導入WBについて電気伝導度の温度依存性を測定した結果、いずれも温度上昇に伴い電気伝導度が増加し、特にCs/Sr共導入試料では630780Cの高温域においてSr導入試料を上回る値を示した。これらの結果から、アルカリ金属・アルカリ土類金属イオンの導入がWBの電気伝導挙動に影響を及ぼす可能性が示唆された。本発表では、イオン導入と電気伝導特性との関係について検討した結果を報告する。
早川 虹雪*; 馬酔木 ゆめの*; 村口 正和*; 小島 洋一郎*; 小田 将人*; 飯野 千秋*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
no journal, ,
溶融塩処理を用いた技術の応用としてWBから機能性材料を創製する研究を推進している。溶融塩処理によりWB層間へSrの吸着が可能であることを実験的に明らかにした。しかし、先行研究ではCsが吸着したWBに対してSr吸着を検討したが、Cs吸着とSr吸着の相関についてはまだ明らかになっていない。そこで本研究では、Cs吸着の有無によるSr吸着量とその構造について、XRF, XRD及びXAFSを用いて検討した。その結果、WB中にCsの有無により、Sr吸着依存性が異なる可能性を示した。
早川 虹雪*; 馬酔木 ゆめの*; 村口 正和*; 小島 洋一郎*; 小田 将人*; 藪田 莉名*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
no journal, ,
低炭素社会実現に向け、排熱有効活用技術として熱電発電技術が注目される中、我々は新規熱電材料として期待される土壌粘土鉱物の一つである風化黒雲母(WB)に着目し、溶融塩法を用いた各種結晶鉱物の合成を行ってきた。その結果、溶融塩法を適用することで、WBの層構造を保持したままアルカリイオンが層間に吸着する場合(インターカレーション)と、層構造が破壊・再構成され新たな結晶鉱物が形成される2つの過程を明らかにし、WBを利用した熱電材料創製に成功した。本研究では、溶融塩にSrClを用いたSrインターカレーションが構造と熱電物性に与える影響を検討した。WB質量に対し3種類のSrCl添加量(1倍、5倍、10倍)で試料を作製し、XRF、XRD、XAFSで分析を実施した。XRFによる組成分析の結果、Sr吸着量は添加量に応じ12.7%(1倍)、16.5%(5倍)、23.4%(10倍)と増加傾向を示した。また、WBのSr局所構造を明らかにするため、室温、300C、500C、700C、冷却後室温の5条件でXAFS測定を実施した。得られた動径構造関数において第一配位(P1)Sr-O、第二配位(P2)Sr-Siが確認され、P1ピークは温度上昇に伴い増加傾向を示すことを明らかにした。
早川 虹雪*; 村口 正和*; 馬酔木 ゆめの*; 小島 洋一郎*; 小田 将人*; 藪田 莉名*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
no journal, ,
風化黒雲母(WB)は層状の粘土鉱物であり、溶融塩処理により700度以上の高温において熱電特性を示すことが確認されている。WBはSi、Al、Fe、Mgなどの環境負荷の低い元素で構成されており、有望な熱電材料である。本研究では、溶融塩処理中にセシウム(Cs)およびストロンチウム(Sr)イオンをWBに層間挿入し、それによって生じる構造および電気的特性の変化を調査した。XRF分析により、WBの主要元素に加え、CsおよびSrの取り込みが確認された。XRD解析では約9および27に特徴的なピークが認められ、WBが層状構造を保持していることが示唆された。FeのK端を用いたXAFS解析により、第一近接原子は酸素、第二近接原子はケイ素であることが明らかとなった。Srの含有量が増加するにつれてSi由来ピークの強度が減少する傾向が見られ、Csは主にSiと結合し、Srは主に酸素と結合することが示唆された。これらの構造変化はWBの電気伝導性に影響を及ぼしており、イオンの層間挿入、構造変化、および熱電特性との関連性を明らかにするものである。
早川 虹雪; 馬酔木 ゆめの*; 村口 正和*; 小島 洋一郎*; 小田 将人*; 飯野 千秋*; 石井 宏幸*; 本田 充紀
no journal, ,
高温領域での新規熱電材料として土壌粘土鉱物が期待されているが、その熱電発現メカニズムは未解明である。我々は土壌粘土鉱物の一つである風化黒雲母(WB)に着目をして、そのメカニズム解明に取り組んでいる。WBはSi, Fe, Al, Mg, Kなどの元素で構成される。高温環境下ではWBの構造が変化することが赤外吸収分光法によるその場観察により分かっている。しかし詳しい構造の同定には至っていない。そこで本研究では、WBが熱電物性を発現する高温環境下で放射光XAFS分析を可能にする手法の開発に取り組み、室温から873Kまでのデータを取得することに成功した。
