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田代 孝二*; 塙坂 真*; 山元 博子*; Wasanasuk, K.*; Jayaratri, P.*; 吉澤 功徳*; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; et al.
高分子論文集, 71(11), p.508 - 526, 2014/11
被引用回数：6 パーセンタイル：22.37(Polymer Science)高分子結晶構造の詳細を、水素原子位置まで含めて明らかにすることを目的とし、高エネルギーX線および中性子回折データの収集ならびにそれらの解析結果を、さまざまの結晶性高分子を例として総合的に記述した。まず、最近にまで至る高分子構造解析手法の発展について概要を述べるとともに、それらの各段階における問題点について考察した。斜方晶型ポリエチレン、アタクティックポリビニルアルコール、ポリ乳酸およびそのステレオコンプレックスなど、いろいろの意味で重要な高分子について、これまでに提案されてきた構造を再吟味するとともに、新たに提案した構造について記述した。水素原子位置についても精確に決定された場合は、それらの構造情報に基づく極限力学物性の定量的予測を行った。さらにはポリジアセチレンの場合について、X線および中性子構造解析によって得られた精密な電子密度分布および原子位置座標の情報にいわゆるX-N法を適用し、主鎖骨格に沿った結合電子密度分布についての導出についても言及した。構造物性相関解明における高分子結晶構造解析の今後の展開についても言及した。
瀬古 典明
高分子, 62(8), p.444 - 445, 2013/08
放射線グラフト重合技術を活用し、福島復興のためのセシウムを捕捉可能な繊維状捕集材を開発した。開発したセシウム用捕集材の性能評価は、1mg/Lに調整した安定セシウム溶液を用いたバッチ試験及びカラム吸着試験により行い、前者では24時間でほぼ100%の高い吸着率が得られ、後者のカラム試験では、捕集材体積の約3,000倍に相当する処理水を通液可能なセシウム捕集特性が得られた。捕集量は、捕集材重量1kgあたり54gで、0.4molの容量に相当する。この捕集材を用いた福島県内におけるフィールドテストでは、幼稚園のプールの水、6トン中に溶存していた放射性セシウムを吸着させ、他の技術を併用することなく放流できることを確認した。また、主として草木類の除去物が保管されている仮置き場から滲出し、多くの他元素が共存する滲出液中の放射性セシウムの捕集についても充分効果のある結果を得た。
遠藤 仁
高分子, 60(4), p.193 - 194, 2011/04
中性子スピンエコー(NSE)法は、高分子等に代表されるソフトマターのダイナミクスを研究するうえで極めて有用な実験手法である。本レビューではNSE法とその研究への適用例を解説し、日本唯一のNSE分光器であるiNSE分光器について紹介する。
中川 洋; 片岡 幹雄
高分子, 60(4), p.195 - 196, 2011/04
タンパク質は規則的な3次元の立体構造を持つ生体高分子である。温和な生理的環境で熱揺らぎにさらされながら、タンパク質はその構造を巧みに変化させることで生理機能を発揮している。中性子散乱実験で用いられる中性子は、波長が数AでエネルギーはmeV程度であり、それぞれ分子の原子間隔や揺らぎのエネルギーに近い。そのため、回折実験から分子構造を決定できるだけでなく、ピコ秒からナノ秒の時間スケールのダイナミクスを観測することができる。特に、機能発現に重要とされている分子全体の協調的な構造揺らぎや、水和水ダイナミクスの解析に中性子非弾性散乱は有効である。茨城県東海村で大強度陽子加速器施設J-PARCによる大強度の中性子源が稼働を開始し、利用できるようになった。本稿では、最近の筆者らの生体高分子ダイナミクス研究とJ-PARCで今後期待される研究について紹介する。
澤田 真一; 八巻 徹也; 小沢 拓*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 前川 康成
高分子論文集, 67(3), p.224 - 227, 2010/03
被引用回数：10 パーセンタイル：31.95(Polymer Science)燃料電池電解質膜の高度化を図るため、膜内構造に関する基礎的知見を得ることは極めて重要である。そこで本研究では、散逸粒子動力学シミュレーション(DPD)法を用いて、架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を基材とする電解質膜の構造を予測した。はじめに分子構造に基づき、-(CF
)
-, -CH(CH(CH
SO
H))-を、それぞれ粒子A, Bと見なし、これら粒子を用いてモデル分子を構築した。モデル分子と適当量の水粒子W(7HOに相当)を含む系を作成し、DPD法によって系の時間発展を計算した。平衡状態において、スチレンスルホン酸グラフト鎖(粒子B)と水(粒子W)は混合し、PTFE領域(粒子A)から相分離することがわかった。グラフト鎖-水の混合相の構造を詳細に調べるため、粒子W-W間の動径分布関数を求めた。その結果、直径1.8nmという非常に小さい水クラスターが存在することが明らかとなった(Nafion膜における水クラスターは直径4
5nm程度)。このように特異的な水クラスター構造が、架橋PTFE電解質膜の高プロトン伝導性や水透過抑制能の起源であると考えられる。
三島 聡子*; 浅野 雅春; 吉田 勝
高分子論文集, 66(7), p.250 - 258, 2009/07
被引用回数：1 パーセンタイル：4.07(Polymer Science)放射線架橋を利用し、多孔性ポリスチレン粒子(PSD)にペクチン及びトリアリルイソシアヌレート(TAIC)を固定した。放射線は
Coからの
線を用い、2.525kGyの範囲で照射し、PSDに吸着したTAIC及びペクチンを架橋重合させた。ペクチン及びTAIC固定化PSDの殺菌剤のひとつであるメチル-2-ベンツイミダゾールカルバメート(MBC)に対する吸着性能を評価した。固定化によるMBCの吸着性能の向上については、低pHでは、TAICの効果が大きく、高pHでは、ペクチンの効果が大きかった。ペクチン及びTAIC固定化PSDのMBC吸着量はペクチン及びTAICを固定化しなかったPSDに比べて1.33.9倍(pH311領域)になった。また、ペクチン及びTAIC固定化PSDは、10回の吸着・脱離実験後においても吸着能力は持続した。pHにより親水性と疎水性の特性を持つペクチン及びTAICを線により導入したペクチン及びTAIC固定化PSDは、広範囲のpH領域においてMBCの高い吸着性を持ち、従来の分析で必要だったpH調整の処理を省いてMBCを抽出できることがわかった。
玉田 正男
高分子, 58(6), p.397 - 400, 2009/06
エネルギーの高い放射線を利用した高分子加工法であるグラフト重合では、基材ポリマーに、目的とする官能基を導入できる。不織布を基材として合成した繊維状の金属捕集材を用いることにより、溶液に含まれる金属イオンの高速な吸着処理が可能である。繊維状の金属捕集材が市販の樹脂吸着材に比較して、100倍高速に吸着除去処理が可能な特性,有害金属除去への応用としてホタテウロからのカドミウム除去,ビルの空調用貯留水の浄化,有用な金属資源採取への応用として、海水からのウラン捕集,温泉水からのスカンジウム捕集を紹介する。
元川 竜平
高分子, 57(5), P. 374, 2008/05
The author has been studied polymerization systems by using small-angle neutron scattering (SANS) technique in the research group of soft matter science and neutron scattering at Japan Atomic Energy Agency since 2003. SANS technique played an important role to examine a growing single polymer chain and hierarchically ordered structures in polymerization solution. The author hopes that neutron beam will give a breakthrough for the comprehension and development for the research field of polymer synthesis.
八巻 徹也; Rohani, R.*; 越川 博; 高橋 周一; 長谷川 伸; 浅野 雅春; Voss, K.-O.*; Neumann, R.*; 前川 康成
高分子論文集, 65(3), p.273 - 276, 2008/03
被引用回数：3 パーセンタイル：10.77(Polymer Science)ナノ構造制御電解質膜に関する研究の一環として、ポリフッ化ビニリデンのイオン穿孔形成に対し、照射イオン種とエッチング前処理の効果を調べた。イオン照射PVDF膜を-84, 25, 120
Cの異なる温度で空気中に保持した後、80C, 9MのKOH水溶液で化学エッチングした。コンダクトメトリー法を用いた検討の結果、高温で30日,90日間加熱することにより、未照射部(バルク)のエッチングに影響を与えずにトラックエッチング速度を高められることが示された。同様の効果は高LETのGeV級イオンビームを照射したときにも確認され、両手法によりエッチング感度の向上が可能であった。
八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
最新導電性高分子全集; 高導電率化/経時変化の抑制/汎用有機溶媒への溶解性向上, p.268 - 280, 2007/12
導電性高分子の一つとして、固体高分子型燃料電池(PEFC)用の電解質膜を取り上げる。まず、その要求特性や開発動向を概説し、その後で著者ら独自の放射線プロセスによる研究例を紹介する。後者では、はじめに高分子材料の加工技術として放射線による架橋とグラフト重合を概説し、次にこの2つを組合せることで進めている電解質膜の作製とPEFC応用に関する取り組みを報告する。
三島 聡子*; 浅野 雅春; 吉田 勝
高分子論文集, 63(12), p.805 - 807, 2006/12
被引用回数：1 パーセンタイル：3.17(Polymer Science)放射線架橋を利用し、多孔性ポリスチレン粒子(PSD)にフミン酸(HA)を固定した。放射線はCoからの線を用い、2.530kGyの範囲で照射した。HA固定化PSDのメチル-2-ベンツイミダゾールカルバメート(MBC)に対する吸着性能を評価した。HA固定化PSDのMBC吸着量はHAを固定化しなかったPSDに比べて1.42.7倍(pH311領域)になった。また、HA固定化PSDは、10回の吸着・脱離実験後においても吸着能力は持続した。親水性と疎水性の特性を持つHAを線により導入したHA固定化PSDは、広範囲のpH領域においてMBCの高い吸着性を持ち、従来の分析で必要だったpH調整の処理を省いてMBCを抽出できることがわかった。
八巻 徹也; 澤田 真一; 浅野 雅春; 吉田 勝
高分子加工, 55(4), p.162 - 169, 2006/04
日本原子力研究開発機構では、放射線を利用した独自の高分子加工技術により、ナフィオンに代替する電解質膜の開発を進めている。そして最近、PTFE膜に放射線で架橋構造を付与し、それに放射線グラフト重合法を応用することにより、プロトン伝導を担う官能基(スルホン酸基)の量を従来の3倍にまで高めた新しいフッ素系高分子電解質膜を作製することに成功した。これまでの研究において、スルホン酸基の量を制御した架橋PTFE電解質膜に対し、温度,相対湿度の制御下でプロトン伝導性を評価したところ、その指標である伝導率
が最大でナフィオンの2倍に達することがわかった。この値は、R.H.を下げても大きく低下せず、低加湿の条件下であっても高伝導膜として十分に機能した。本稿では、研究のきっかけとなったPTFEの架橋技術をはじめに概説した後、独自開発による架橋PTFE電解質膜の作製法、さらにはプロトン伝導性とそれに関連する基礎研究を紹介する。
小泉 智
高分子, 55(3), p.161 - 164, 2006/03
近年隆盛であるナノサイエンスの背景には、ナノサイズのさまざまな超分子を創り出す化学の進展と、これら新物質の発見を可能とした構造評価技術の進展(走査型フォース顕微鏡や3次元電子顕微鏡)があった。一方、中性子小角散乱法も古典的ではあるが、統計平均・非破壊の構造解析、又は揺らぎの直接観察の重要な手段であり、集光技術等を駆使した進展が近年著しい。本稿では中性子小角散乱法の最新に注目し、高分子ゲル,高分子重合,高分子成形への応用に直結するモデル系を例に挙げて、この手法を「生きたままをみる分析技術」として紹介した。
線架橋・グラフト反応を利用した燃料電池用フッ素系電解質膜の開発澤田 真一; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
高分子論文集, 63(3), p.149 - 159, 2006/03
被引用回数：3 パーセンタイル：10.12(Polymer Science)ポリテトラフルオロエチレン膜に高温照射で架橋構造を付与し、スチレンを前照射後にグラフト重合して得た電解質膜は、Nafionと比べて2倍のプロトン伝導性と5倍のメタノール透過抑制能を示すことがわかった。次にこの電解質膜では十分でなかった耐酸化性を改善するとともに、メタノール透過抑制能をさらに向上させるため、疎水性基が置換したスチレン誘導体とグラフト鎖間を架橋させる働きを担う多官能性分子とをエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜にグラフト共重合した後、室温下で放射線架橋させて電解質膜を合成した。得られた膜は従来のスチレングラフト電解質膜の6倍の耐酸化性と、Nafionの10倍のメタノール透過抑制能を示した。
吉井 文男
高分子ゲルの最新動向, p.150 - 163, 2004/00
高分子ゲル最新動向の本出版依頼があり、放射線合成ハイドロゲルの応用について執筆を担当した。ハイドロゲルについて、水溶性の合成系ポリマーと天然ポリマーについて放射線合成法とそれの応用について述べた。合成系では、ポリビニルアルコール,ポリビニルピロリドン,ポリビニルアルコールの固体,水溶液及び溶融照射の橋かけ挙動を比較し、橋かけに有利な水溶液照射を利用して、傷口に貼り治癒を促進し、はがす時に痛みを与えない創傷被覆材について解説した。天然ポリマーのハイドロゲルについては、多糖類誘導体のカルボキシメチルセルロースやカルボキシメチルデンプンが水をよく混合し、濃度10%以上の糊(ペースト)状で照射を行うと橋かけ反応が起き、ハイドロゲルになる。橋かけには、ペーストの濃度やカルボキシメチル基の置換度に著しく影響され、両因子とも大きいほど橋かけに有利である。応用としては、ペースト試料を波形マットに注入し、照射したマットは保温性がよく、体圧分散が生じるため床ずれが防止できる。
小泉 智
高分子, 51(12), P. 957, 2002/12
中性子スピンエコー法で得られた高分子ゲルの静的不均一構造に関する最近の成果をまとめた。実在の高分子ゲルには架橋点の空間不均一によって誘発される静的不均一構造が存在し、これが過剰な小角散乱や引っぱりなどの変形を受けたときのバタフライ状散乱の原因であると報告されてきた。そこでわれわれは中性子スピンエコー法によって高分子ゲル中の濃度揺らぎの時間変化を追跡し静的不均一構造による小角散乱を分離した。その結果、静的不均一構造からの散乱は、約10ナノメートルの大きさで波数qの関数としてq
で急激に減少することが明らかとなった。またこれより小さなスケールでは普通の高分子溶液と同じような濃度揺らぎが熱的に生成消滅していることが明らかとなった。濃度揺らぎの凍結,非凍結がナノスケールで共存している点がゲルという柔らかい固体の起源であると結論した。
宇田川 昂; 瀬口 忠男
高分子論文集, 56(1), p.41 - 44, 1999/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Polymer Science)線照射した低密度ポリエチレンシートの酸化層の厚さを走査型超音波顕微鏡を用いて観察し、画像化した。シート断面の超音波画像は、線量率が低下するにつれてポリエチレンの表面からの酸化層が増大することを明瞭に映し出した。その値は理論値に一致しており、10kGy/hの線量率では0.11mmであった。
小泉 智
海外高分子研究, 42(8), p.96-114 - 96-115, 1996/08
これまでの研究成果にもとづき、中性子小角散乱によって高分子濃度系の静的階層構造がどのように観察されるかをレビューした。重水素ラベルによるコントラスト変化法によって高分子鎖のコンホメーション、濃度ゆらぎ、界面などの相分離構造を選択的に観察できその場合の散乱関数S(g)がどのような形式で与えられるかをレビューした。
源河 次雄
応用熱分析; 高分子・医薬・電子材料など100種の測定データ解説集, 0, p.206 - 207, 1996/00
現在知られている同位元素は、約1600種あるが、そのうち安定同位元素は約300種、その他は全て放射性同位元素である。放射能測定用として用いられる伝導熱量計では、試料から一定の割合で発生し続ける熱を感熱素子を介してヒートシンクに流し、発生熱と流出熱が平衡に達した状態を読みとる。熱測定による放射能測定について、トリチウム製造用合金ターゲット測定法を例として、工業高校卒業者に理解できる程度の内容で記述する。
岡田 淳*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一
高分子論文集, 52(1), p.66 - 68, 1995/01
被引用回数：3 パーセンタイル：25.14(Polymer Science)テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)を希アンモニア水溶液と接触させエキシマレーザー光を照射することにより、表面に高い親水性が付与できた。この場合、ArF光の方がKrF光よりも有効であった。水との接触角は、未照射の106度からArF光の203Jcm
の照射により31度まで低下した。X線光電子分光法(XPS)による表面元素比の測定から、PFA表面では光化学反応によりフッ素の脱離と、酸素及び窒素の導入が起こっており、接触角の低下とよい相関を示すことがわかった。表面反応層の深さはおよそ1.5~7.0nmと見積られ、走査型電子顕微鏡(SEM)観察からは、表面の形態変化を伴わない改質方法であることがわかった。
