Protein boson peak originated from hydration-related multiple minima energy landscape

城地 保昌*; 北尾 彰朗*; 郷 信広

Journal of the American Chemical Society, 127(24), p.8705 - 8709, 2005/06

https://doi.org/10.1021/ja0425886

ボゾンピークとは200K以下の生体高分子を含む多くのガラス状物質による非弾性中性子散乱やラマン散乱スペクトルの低振数領域に見られる幅の広いピークを指す。本論文では蛋白質のボゾンピークの起源に関する新しい描像を与える。分子動力学シミュレーションによれば、蛋白質分子のまわりの構造水分子は蛋白質のエネルギー地形の多極小性を一層際立たせ、これがボゾンピークの起源となっている。ピークは蛋白質分子が、水分子に由来するエネルギー極小構造に低温で束縛されることによって生じる。

Structural studies of an organic liquid through the glass transition

R.L.Leheny*; N.Menon*; S.R.Nagel*; D.L.Price*; 鈴谷 賢太郎; P.Thiyagarajan*

Journal of Chemical Physics, 105(17), p.7783 - 7794, 1996/11

https://doi.org/10.1063/1.472561

有機ガラスを形成する重水素化プロピレングリコールを、動的応答が通常液体である領域から緩和時間が発散する点以下の温度まで、中性子回折実験によって調べた。散乱ベクトルのレンジは大変広く0.01Q30である。クラスター形成を示唆する一般的なモデルに対して、我々の実験では、そのような分子スケールを超える大きな不均一領域の存在を示す証拠は見いだされなかった。むしろ、より短範囲領域においてわずかな結合距離の変化を見いだした。この変化は、分子動力学実験によって、冷却中の液体における密度の増加と水素結合によって引きおこされる分子配向の増加によるものであることがわかった。分子間配向性の解析は、分子の相対的な位置が互い非常に強く依存し合っていることを明らかにした。

Elevated temperature radiation chemistry of some engineering thermoplastics containing aromatic groups

D.J.T.Hill*; 工藤 久明; 瀬口 忠男

Radiation Physics and Chemistry, 48(5), p.569 - 576, 1996/00

https://doi.org/10.1016/0969-806X(96)00071-0

芳香族系の熱可塑性エンジニアリングプラスチックであるポリサルホン類を、室温からガラス転移温度(約200C)の範囲で電子線照射して、引張特性の変化を調べた。室温照射では50kGy程度で、引張特性は向上するが、照射温度を上げるにつれてこの効果は小さくなった。これらの結果はガンマ線照射でも見られた。50kGy以上の照射では、引張特性は劣化していった。高温での照射では、照射で切断した分子鎖の末端が動きやすいために、分子鎖間の相互作用が促進されて引張特性が向上すると考えられる。

Radiation-induced degradation of PHB and its copolymer

三友 宏志*; 河野 昂*; 渡辺 祐平; 伊藤 均; 石垣 功

Reports on Progress in Polymer Physics in Japan, 34, p.415 - 416, 1991/00

微生物産生ポリエステルであるPHBおよびその共重合体Poly(HB-CO-20mol%HV)を線照射し、線量に対する分子量、融点およびガラス転移点の低下を調べた。PHBおよびP(HB-CO-HV)のDSC測定から求めた融点は照射線量に対してはほぼ直線的に低下するが、空気中照射に比べ真空中の方がその低下は小さい。また、GPCから求めた数平均分子量は低線量照射で急激に低下するが、その後は線量に対して徐々に低下した。真空中ではその度合いが小さくなり、酸素の影響が明らかに見られた。ほぼ同じ分子量を示す真空中照射試料の融点は空気中のそれより約15C低いところに現れ、細かく結晶が壊されているにもかかわらず分子間架橋のために分子量が高く見積もられているものと推定された。またガラス転移温度も空気中では直線的に低下したが、真空中ではS字型曲線に沿った減少を示し、架橋の生成が転移温度の低下を遅延させたと考えられる。

高レベル廃液固化体の放射線損傷に関する調査

古屋 廣高*; 佐藤 正知*

PNC TJ168 81-01, 60 Pages, 1981/03

PNC-TJ168-81-01.pdf:1.78MB

高レベル放射性廃液固化体内での原子核崩壊によって生じる固化体の照射効果については70年代半ばになって欧米各国で研究が開始され,現在,急速にデータが蓄積されつつある現況である。本報告では,最新の文献を含めこれらを調査し検討した。照射効果については次の7点が検討の対象とされている,1)照射による体積変化,2)蓄積エネルギーとその放出挙動,3)浸出率への影響,4)結晶相の非晶質化と割れの問題,5)崩壊によるヘリウム蓄積と応力発生,6)機械的性質への影響,7)崩壊による原子価変化と化学的特性への影響。各種崩壊による照射効果への寄与については,崩壊からの損傷形成による効果がその大半を占めることが明らかになった。そこで各国とも,短半減期崩壊核種を固化体に溶解させ内部照射する,所謂,加速試験を最も信頼できる方法として採用している。この方法は,強い線と線を放出する為,代替法も検討され重イオン照射,中性子照射,核分裂破片による方法など検討されている。加速試験による上記7点について各国で実験的に検討した結果につき以下に示す。1)については最大1%程度,2)についてはデータに差もあるが蓄積エネルギーの放出は,ゆるやかで温度の急上昇などの問題はない,3)浸出率のデータは誤差をともなうが,照射試料と非照射試料で特に差は認められないが,最大2倍程度のデータもある,4)結晶化させた固化体については析出結晶相によって割れが生じた,この点については今後とも検討の必要があると思われる,5)については生成ヘリウムは拡散係数も小さく,ほぼ固化体内に蓄積される,固化体内での圧力や,万一の温度上昇などでプレナム内にヘリウムが放出したときの圧力等計算された。6)破壊後の粒度分布測定がなされ,照射,非照射試料について差は認められなかった。7)現在までほとんど研究されていないが,問題となり得ることはないと考えられている。以上が現在までの結果の要約であるが,照射効果の研究はまだ開始されたばかりであり,今後の研究の進展が期待される。特に我が国においては固化体の照射効果についての実験的検討は皆無である。加速試験を行なう場合,集積線量が飽和値に達するまで照射開始後2年程度は必要であり,この方面での早急な対策が望まれる。(2000.12.15 Z -- T)

放射線重合の熱化学

中瀬 吉昭

熱分析実験技術入門, p.71 - 72, 1979/00

JAERI-A2395(JAERI-J3735,1973年)と同一であり、上記単行本に再録された。本書は熱分析の実験技術の入門解説書であり、熱分析装置製作に関する技術,無機物質,有機物質の熱分析,反応速度の解析,一般熱物性の測定法,及び周辺実験技術に関して、10章よりなる。標題の「放射線重合の熱化学」は、高分子,有機物質の熱分析の1節である。また、本書は真空理工(株)を発行所とし、科学技術社を販売元とし、販売ルートの1つとして丸善(株)を経て出版されるものである。

Radiation-induced polymerization of glass-forming systems, 7; Polymerization in supercooled state under high pressure

嘉悦 勲; 吉井 文男; 渡辺 祐平

Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 16(10), p.2645 - 2650, 1978/00

ガラス化性モノマーを低温で重合させると、重合速度の温度依存性に特異な極大と極小が現れる特徴がある。これは実用上も重要な性質であり、これまでにこの温度依存性に影響する因子について研究を重ねてきたが、本報では、圧力を加えることによってどのような変化が現れるかについて検討した。その結果5000気圧以下の加圧下でも、モノマー系のガラス転移点が上昇し、それとともに重合速度が著しく増大することが判った。重合速度の温度依存性に極大と極小が現れる点は加圧下でも認められたが、極大の温度は、加圧下でのガラス転移点の上昇に伴って上昇し相対的に高温側に移動した。モノマーとしてはHEMAとGMAを用いた。

Radiation-induced solid-state polymerization in binary systems, 9; Polymerization and foaming of multicomponent systems including inorganic acid and acrylic monomers

嘉悦 勲; 伊藤 彰彦; 相根 典男*

J.Appl.Polym.Sci., 17(9), p.2753 - 2759, 1973/09

https://doi.org/10.1002/app.1973.070170912

アクリルアミド・アクリロニトリル等と硫酸・硝酸・りん酸等の無機酸の二成分混合系は、分子間相互作用が大きく安定な過冷却状態を実現する事実を見出し、これらの系の放射線重合及び発泡性につき研究した。これらの混合系はそのガラス転移温度(Tg)の組成依存性において典型的な二成分間相互作用型の特徴を示し、重合速度の温度依存性はガラス生成系の特徴である極大及び極小現象を示すことが認められた。アクリルアミド-尿素-硫酸系においては、照射中に重合と同時に発砲が起る事実が見出された。熱電対による追跡によって重合熱ポリマーの膨潤熱等により系の温度が上昇し尿素の分解温度及びポリマーの軟化温度以上に達していることが認められた。

テトラフルオルエチレン-プロピレン共重合体の性質

岡本 次郎; 伊藤 政幸; 松田 修; 鈴木 伸武; 団野 晧文

JAERI-M 5476, 40 Pages, 1973/01

JAERI-M-5476.pdf:0.89MB

テトラフルオルエチレン-プロピレンとからなる共重合体の基礎的な性質、熱的性質、構造などについて検討しそれぞれ相互関係を明らかにした。また、エラストマーとしての二、三の性質、および本エラストマーの特殊性についても言及した。本共重合体は非晶性で交互性に富んだ共重合体であり、熱的性質はその分子量と各モノマ一の共重体中での配列に依存すること、分解温度は約360Cで非常に優れているが、ガラス転移温度が0~-10Cと多少難点があること、Fを含む高分子の特徴としての耐薬品性にも優れ、特にBrFに対しては他エラストマーと比較して優れた性質を示すことなどの結果を得た。