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observation from 10
to 2.0
using a focusing and polarized neutron small-angle scattering spectrometer, SANS-J-II岩瀬 裕希; 小泉 智; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 笹尾 一*; 田中 宏和*; 清水 裕彦*; 橋本 竹治
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s414 - s417, 2007/04
被引用回数：17 パーセンタイル：81.96(Chemistry, Multidisciplinary)これまで推進してきたJRR-3に設置された小角散乱装置SANS-Jの高度化によって、測定可能な波数範囲を、3
10 から2と、従来の2ケタから4ケタに拡張することに成功したので、この成果について発表する。中性子集光物質レンズと高分解能二次元検出器を用いることで、低波数の観測限界を310
から310に拡張することに成功した。さらに新規に設置した高角度検出器を活用することで、高波数の観測限界を0.2から2に拡張することに成功した。一台の小角散乱装置で、超小角領域を含む4ケタの波数領域を観測できる装置はこれまでに類がなく、世界に先駆けて実現した。
橋本 竹治; 田中 宏和*; 小泉 智; 中 建介*; 中條 善樹*
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s73 - s77, 2007/04
被引用回数：18 パーセンタイル：83.06(Chemistry, Multidisciplinary)非平衡解放系の一現象として、パラジウムアセテートのN,N-ジメチルフォルムアミド溶液と第二世代ポリアミドアミンデンドリマーのメタノール溶液を混合,加熱したときに発生する特異場で化学反応と反応生成物の自己組織化過程に生ずる散逸構造の時間発展に関する小角散乱研究を発表する。
奥 隆之; 岩瀬 裕希; 篠原 武尚; 山田 悟; 広田 克也*; 小泉 智; 鈴木 淳市; 橋本 竹治; 清水 裕彦
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s408 - s413, 2007/04
被引用回数：30 パーセンタイル：90.13(Chemistry, Multidisciplinary)中性子磁気レンズを搭載した集光型中性子小角散乱装置を開発した。中性子磁気レンズ(MNL)は、永久磁石NdFeBと高飽和磁化材料パーメンジュールから成る発展型Halbach永久六極磁石である。磁気レンズの内径は35mm
、長さは1200mmであり、その内部に、六強磁場強度分布
B =(
/2)
, =11,500T/mが形成される。ここで、
は磁石中心軸からの距離である。磁気レンズ内表面での中性子の反射を抑制するため、磁気レンズ内表面は中性子吸収材であるCd薄板で覆われているほか、磁気レンズ内部に30mmのCdスリットが設置されている。よって、実効的な磁気レンズの口径は30mmである。磁気レンズは、偏極中性子に対してのみ、集光レンズとして機能するので、中性子偏極素子として、磁気スーパーミラーを装置に搭載した。また、中性子磁気レンズで集光した集光中性子ビームは、大面積の
He二次元中性子検出器と高分解能シンチレーション二次元中性子検出器を用いて検出される。講演では、本装置の中性子集光光学系の性能と、集光型小角散乱装置の性能について、議論する。
宮元 展義; 井上 佳尚*; 小泉 智; 橋本 竹治
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s568 - s572, 2007/04
被引用回数：5 パーセンタイル：53.07(Chemistry, Multidisciplinary)フォスファゼン(PZN)触媒を用いたリビングアニオン重合により重水素化テトラヒドロフラン(THF)中でメチルメタクリレートの重合を行い、重合過程を中性子小角散乱(SANS)により観察した。触媒溶液のSANS観察では、PZN1分子より大きな散乱体の存在が確認され、THF中で10,ベンゼン中で100程度のPZNカチオンが会合して存在していることが示唆された。触媒溶液にモノマーを加えると重合反応が一気に進行した。リビングポリマー溶液のSANS観察ではゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で見積もられた分子量と同程度の分子量のポリマー鎖が、会合した触媒分子と共存していることが示唆された。溶液を空気中の水分と接触させて失活させても、SANS曲線に変化は観察されなかった。これらのことから、本系においてリビングポリマーは会合せずに単独で存在していることが示された。強い静電相互作用によりLiイオンと複数のリビングアニオン末端が会合体を形成する有機リチウム化合物触媒としたリビングアニオン重合とは対照的な結果である。PZNカチオンの電荷密度が極めて小さくまたリビングアニオン末端も多くのポリマー鎖に非局在化されているためにPZNカチオンとリビングアニオン末端間の相互作用が非常に弱く、このような違いが生じたものと考えられる。
武野 宏之*; 上原 宏樹*; 村上 昌三*; 竹中 幹人*; Kim, M.*; 長澤 尚胤; 佐々木 園*
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s656 - s661, 2007/04
被引用回数：1 パーセンタイル：14.03(Chemistry, Multidisciplinary)吸収線量の空間分布を制御することによる新しい反応場を設計する目的で、成分高分子のガラス転移温度に大きな差を有する高分子ブレンドであるポリ2-クロロスチレン/ポリビニルメチルエーテルブレンドに対して、時分割小角X線散乱法を用いて伸張下における構造発展を調べた。また、この伸張下での構造発展における電子線照射によって生じる高分子架橋の効果を調べた。成分高分子の動的非対称性が顕著になる条件下で伸張を行うと、散乱像は異方的になり、高分子溶液のシェア下での構造で見られる「バタフライ散乱像」に似た散乱像が観測された。電子線架橋の照射量が多い試料ほど、この散乱像の異方性は大きい。この結果は、電子線架橋が濃度揺らぎの緩和を遅くすることが大きな要因であると考えられる。このように伸張下での構造は伸張による構造の異方性と熱運動によって元の等方的な形に戻ろうとする力のバランスによって決まると考えられる。
山口 大輔; 宮元 展義; 小泉 智; 中戸 晃之*; 橋本 竹治
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s101 - s105, 2007/04
被引用回数：22 パーセンタイル：85.81(Chemistry, Multidisciplinary)中性子,X線を使った超小角散乱,小角散乱法を相補的に活用し1nmから10
mの5桁に渡る空間スケールを横断的に観察することで、層状ニオブ酸化物結晶K
Nb
O
を水中で剥離して得られるナノシート(厚み1.6nm)が形成する液晶構造、及びその構造階層性を解明した。本研究ではナノシートサイズを数100nmから数mに制御し、シートサイズが液晶の階層構造に及ぼす影響について以下の点を明らかにした。シートサイズより小さな100nm
数nmの小角散乱の空間スケールでは、ナノシートが形成するラメラ状積層構造が観察された。ここではシート間距離、また積層構造の秩序性はシートサイズに大きく依存することが明らかとなった。一方、数100nm10mの超小角散乱の空間スケールではナノシートと溶媒である水との間の濃度揺らぎに起因するフラクタル構造の存在を確認した。またこのフラクタル構造はシートサイズに依存しないことが明らかとなった。これらの液晶構造の階層性は、従来の光学顕微鏡などの巨視的観察では得ることのできない知見であり本国際会議で口頭発表する。
and time-resolved ultra small-angle neutron scattering observation on growing poly(methyl methacrylate)-
-polystyrene 
reversible addition-fragmentation chain transfer living radical polymerization元川 竜平; 小泉 智; Zhao, Y.*; 橋本 竹治
Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s645 - s649, 2007/04
被引用回数：9 パーセンタイル：69.10(Chemistry, Multidisciplinary)可逆的付加-脱離連鎖移動重合法によりポリメタクリル酸メチルとポリスチレンからなるジブロック共重合体を合成し、この重合過程について中性子超小角散乱法によるその場・実時間観察を行った。この結果、均一溶液下でのジブロック共重合体の成長,重合反応誘起相分離構造の出現を、小角散乱の時間変化として追跡することに成功した。さらにメゾスケールの重合反応誘起相分離構造の形成が、ラジカル重合の生長反応速度を低下させることを実験的に初めて見いだすことに成功したので、この結果について発表する。
岩瀬 裕希; 小泉 智; 吉村 倫一*; 橋本 竹治
no journal, ,
一般に、カチオン又はアニオンの異なる分子を持つ一本鎖型界面活性剤を、分子内で共有結合したものをヘテロジェミニ型界面活性剤と呼ぶ。これは一本鎖型界面活性剤に比べて、界面張力が大きく低下すること、また臨界ミセル濃度が低いなどの特異的な性質を示す。この特異性の起源を明らかにするために中性子超小角散乱(F-USANS)の測定を行い水溶液中での凝集構造を解析した。これまで界面活性剤の水溶液中の凝集構造は、界面活性剤分子の疎水性尾部と親水性頭部の分子サイズを考慮した幾何学的充填条件による考察の結果とよく一致することが知られている。しかしながら、本研究で用いたヘテロジェミニ型界面活性剤では、従来の考察とF-USANSで決定した凝集構造(ユニラメラベシクル)で著しく異なることが明らかとなった。さらにF-USANSの解析結果からユニラメラベシクルの膜厚を定量的に評価すれば、ヘテロジェミニ型界面活性剤では分子二重膜中の向かい合う分子同士が入り込み構造(Interdigitated Structure)を取ることが明らかとなった。入り込み構造を取ることで、単位界面積あたり界面活性剤がより効率よく充填し、その結果、界面張力の低下がより促進されたこと、また臨界ミセル濃度がより低下したと結論づけられる。以上の結果は、分子材料設計における中性子超小角散乱法の活用例として大きな反響があり、本国際会議で発表を行う。
熊田 高之; 橋本 竹治; 小泉 智
no journal, ,
中性子散乱断面積は原子核のスピン偏極度に強く依存する。多成分試料中における特定成分の核スピンを選択的に偏極すると、それが中性子に対するコントラストとなり、その構造を反映した散乱パターンを得ることができる。この手法を多成分からなるソフトマターの中性子小角散乱に適用すれば、各成分間の相関関数を示した部分散乱関数を詳細に決定することができる。動的核スピン偏極(DNP)法は、強磁場・極低温試料中にドープされたラジカル種の電子スピン偏極状態を、ミリ波による二重共鳴を用いて周囲の核スピンに移動させる手法である。従来n成分系試料の構造決定にはn(n-1)種の部分同位体置換試料が必要であったのに対し、DNP法はそれを必要としないことが大きな利点である。しかしながら、核物理実験用に開発された従来のDNP装置があまりに大掛かりでかつ、取扱いが煩雑であったため、ソフトマターの構造研究には非現実的な手法とみなされてきた。発表者らは、スイスのポールシェラー研究所において近年開発された軽量コンパクトなDNP装置をモデルとする、ソフトマター中性子構造解析用DNP装置を新たに製作し、DNP法をソフトマターの構造研究の一手法として広く普及させることを目標とする。
藤原 悟; 松本 富美子
no journal, ,
筋収縮制御は、骨格筋・心筋においては筋肉の細いフィラメント中のトロポニン(Tn)-トロポミオシン(Tm)系により行われている。筋収縮制御の分子機構の解明にはTnを構成するサブユニット(TnC, TnI, TnT)の細いフィラメント中における構造(変化)を知ることが重要である。われわれは、重水素化TnC(dTnC)あるいは重水素化TnIを用いて、細いフィラメント中でのTnCあるいはTnIの構造を中性子繊維回折法を用いて調べた。重水素化蛋白質を含む再構成した細いフィラメント及びnativeな細いフィラメントのそれぞれについてCa
を含む/含まない状態の配向試料を、キャピラリー封入した試料ゾルを18Tの磁場中(理研播磨・前田構造生物化学研)に静置することにより調製し、その中性子繊維回折測定を行った。測定は日本原子力研究開発機構所有の中性子小角散乱装置SANS-Jを用いて行った。得られた回折像から抽出した子午線上のTn由来の反射の振幅に対して、それぞれの蛋白質の細いフィラメント繊維軸への1次元の投影構造モデルを用いた解析を行った結果、TnCはCa結合により配向が変化すること及びTnI領域に大きな構造変化が起こることが示された。
増井 友美; 今井 正幸*; 浦上 直人*
no journal, ,
生体膜における側方相分離である脂質ラフトは機能性タンパク質を集積し、生化学的に重要な反応に関与している。しかし、顕微鏡法による直接的な観測ではその存在は確認されておらず、顕微鏡分解能以下の約数十ナノメートル程度の動的なドメインであることが知られている。一方、脂質ラフトの組成に着目し、コレステロール,飽和脂質,不飽和脂質から成るモデル生体膜では脂質ラフトに類似したドメインが観測される。モデル生体膜上のドメインはマイクロメートルサイズであり安定なため顕微鏡によって直接的に観察される。このように、脂質ラフトとモデル生体膜上のドメインの間には約1000倍のサイズの差が存在する。顕微鏡手法では、分解能の限界からナノメートルサイズのドメインの観察はできない。そこで、本研究ではナノメートルスケールの空間分解能を持つ小角中性子散乱法を用いてモデル生体膜上でのドメイン形成を追跡した。その結果、モデル生体膜上でナノメートルサイズのドメインが存在することを明らかにし、その安定構造がモノドメイン構造であることを明らかにした。さらに、散乱強度と示差走査熱量測定による解析から脂質分子のゲル・液晶転移がドメイン形成を誘起することを明らかにした。
