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伊藤 華苗; 山田 武*; 篠原 朗大*; 高田 慎一; 川北 至信
Journal of Physical Chemistry C, 125(39), p.21645 - 21652, 2021/10
被引用回数：11 パーセンタイル：41.71(Chemistry, Physical)The catalyst layer (CL) in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) plays a critical role in the performance of a PEFC. In this study, we investigate the water dynamics in the CL using quasielastic neutron scattering (QENS) and small-angle neutron scattering. The temperature dependence of the mean square displacement 
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shows that the freezing of water does not occur at a melting temperature in the Nafion thin film of the CL, suggesting that the water is confined in a smaller region than 
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. The QENS measurements established three kinds of water in the CL: immobile water tightly connected to a sulfonic group, water in a fast mode assigned to free diffusion restricted in a sphere, and water in a slow mode described by a jump diffusion model. Assuming that these three modes were independent, the number of water molecules in each mode was estimated. On discussing the structure and dynamics elucidated in the study, we finally conclude that the coupled model of the fast and slow modes is plausible for describing the diffusion of water confined in the thin Nafion film of the CL.
伊藤 華苗; 原田 雅史*; 山田 悟史*; 工藤 憲治*; 青木 裕之; 金谷 利治*
Langmuir, 36(43), p.12830 - 12837, 2020/11
被引用回数：17 パーセンタイル：52.54(Chemistry, Multidisciplinary)We performed H
O and DO double contrast neutron reflectivity measurements on 25-nm-thick Nafion thin films on hydrophilic and hydrophobic carbon in water and 80% relative humidity vapor to investigate the depth profile of the water and Nafion distribution. We found a dense Nafion layer at the air or water interface regardless of the carbon hydrophilicity. On the other hand, a water-rich Nafion dense layer was observed at the carbon interface only for hydrophilic carbon. The double contrast measurements provided quantitative information about the depth profile but simultaneously indicated that the sum of the volume occupancies of water and Nafion in the film was less than unity. We assessed the problem based on two possibilities: voids in the film or "residual water", which cannot be exchanged or is difficult to exchange with water outside.
横山 須美; 野口 宏; 木内 伸幸; 山本 英明; 加藤 正平; 友岡 仁*; 江田 邦臣*
保健物理, 34(1), p.57 - 66, 1999/00
トリチウムを取り扱う場合、作業者は防護具を着用する。この防護具のトリチウムに対する防護性能を評価するために、基礎的なデータである、素材に対するトリチウム水蒸気の透過パラメータ(透過係数、拡散係数及び溶解度)を把握しておく必要がある。このパラメータを、5種類のプラスチック膜、6種類のゴム膜及び5種類のラミネート膜について測定した。この結果、透過係数は使用予測範囲の温度や湿度では、ほぼ一定であること、膜の厚さにも依存しないことが明らかになった。また、ラミネート膜は、内側に挟んだ膜の溶解度が大きい場合、これらの膜を構成する個々の膜の透過係数より小さくなることがわかった。さらに、HTOで汚染した膜を3~4日乾燥すると、膜の性能は元の状態に戻ることが明らかとなった。
川瀬 昇*; 磯田 正二*; 倉田 博基; 村田 幸生*; 竹田 賢二*; 小林 隆史*
Polymer, 39(3), p.591 - 597, 1998/00
被引用回数：5 パーセンタイル：26.32(Polymer Science)塩化カリウム単結晶の(001)面上にエピタキシャル成長した1,6-di(N-carbazolyl)-2,4-hexadiyne有機薄膜を、熱処理あるいは電子照射することにより生じる、高分子化の過程について、電子回折法及び高分解能電子顕微鏡法により研究した。電子照射による高分子化は、有機薄膜の方位を保持したまま、ランダムに高分子の結晶核が生成する均一な反応過程であるのに対し、熱処理による高分子化は、薄膜結晶の端の部分で異なる方位を示しながら生長する不均一な反応過程であることが判明した。これらの高分子化の初期過程を高分解電子顕微鏡法により直接観察するのに成功した。
曽山 和彦
Radioisotopes, 46(11), p.852 - 858, 1997/11
中性子反射率は、低速中性子が、薄膜や多層膜の表面、界面に小角で入射し、全反射(鏡面反射)する運動量領域での反射率を測定することによって、表面に垂直な方向の厚さや組成などの構造を、数
の精度で、かつ数千の深さまでを評価する方法であり、金属薄膜、超格子、高分子薄膜、LB膜、生体膜などの表面・界面構造研究において非常に重要な手段となっている。本稿では、鏡面反射率測定に関する基本原理、実験方法、データ解析、実験例について述べる。
曽山 和彦; 目時 直人; 皆川 宣明; 鳥飼 直人*; 松下 裕秀*
波紋, 7(2), p.5 - 7, 1997/05
JRR-3Mのビームホールに設置された新しい中性子反射率計の装置概要及び最近の研究成果について述べる。中性子反射率測定法は、全反射臨界角程度の小さな入反射角における中性子反射率を測定することによって、物質表面や薄膜の深さ方向の構造を数A°の分解能で決定する方法である。中性子は軽元素に対しても強いコントラストを持つため、高分子/生体薄膜の研究には必要不可欠な実験手段である。また中性子はスピンを持つために磁性薄膜や超伝導薄膜の研究にも応用されている。本反射率計は、高分子、液体、金属多層膜等の物性研究及び多層膜ミラー等の中性子光学デバイス開発を目的として、高Q領域の測定が可能で高中性子強度の装置として開発された。その結果、1
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n/sの入射強度と6桁以上のダイナミックレンジを有し、また測定可能Q領域は0.3A°
と物性研究に利用できる国内で数少ない装置であることを確認できた。
古谷 浩志*; 福村 裕史*; 増原 宏*
レーザー研究, 25(4), p.288 - 295, 1997/04
エキシマレーザー照射による高分子フィルムのナノメートルオーダーの微小な形態変化をナノ秒の時間分解能で測定するために開発したナノ秒干渉画像計測について述べ、3種類の物理的・化学的に異なる高分子フィルムのレーザー誘起形態変化のダイナミクスに関する研究結果をまとめた。その結果から、エキシマレーザー照射によって誘起される高分子の微小な形態変化が、高分子の性質及び集合状態・構造を反映していることがわかった。この手法は、高分子のレーザーアブレーション過程、レーザー誘起状態変化を観測し、その機構を解明する有効な手法であることを示した。
曽山 和彦; 目時 直人; 皆川 宣明; 森井 幸生; 鳥飼 直也*; 松下 裕秀*
Journal of the Physical Society of Japan, 65(A), p.133 - 135, 1996/00
JRR-3Mビームホールの冷中性子三軸分光器(LTAS,C2-1)に付設された中性子反射率について報告する。本装置は、薄膜、多層膜、超格子、固体/液体の表面、界面の研究やスーパーミラーなどの中性子光学デバイスの開発研究を目的としたものである。中性子ビームはパイログラファイトで冷中性子導管より取出され、波長は3又は6、エネルギー分解能は1~2%である。測定可能な遷移運動量領域は~0.4
、反射率の下限は10
である。本装置には、0次元
He検出器のほか、1次元検出器及び中性子イメージングプレートが利用される。
小嶋 拓治; 柏崎 茂*; 橘 宏行; 田中 隆一; M.F.Desrosiers*; W.L.Mclaughlin*
Applied Radiation and Isotopes, 46(12), p.1407 - 1411, 1995/00
被引用回数：16 パーセンタイル：79.92(Chemistry, Inorganic & Nuclear)異なった成形方法(プレス及び押出し)で製造した異なる形状(異なる長さのロッド及びフィルム状)のアラニン-ポリマー線量計の電子スピン共鳴(ESR)測定における素子の方向依存性を明らかにした。ESR空洞共振器内の磁場に直角な垂直軸を中心に線量計素子を回転し、異なる方向におけるESR信号強度を22
Cで測定した。ロッド状素子では、プレス及び押出しのいずれの成形方法についても、また長さが異なっても方向依存性は無視できた。円盤状に切り出した押出し成形で製造したフィルム状素子をESR空洞共振器内で水平(磁場に平行)に置いた測定では、アラニン結晶の配向性によると考えられる顕著な方向依存性がみられた。しかしながら、垂直(共振器中心軸に平行)に置く方法により、フィルム状素子の方向依存性を解消できることを明らかにした。
河西 俊一; 清水 雄一; 杉本 俊一; 鈴木 伸武
Polymer, 32(6), p.979 - 983, 1991/00
被引用回数：12 パーセンタイル：54.64(Polymer Science)ポリプロピレン(PP)およびエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)共重合体フィルムに対するArFおよびKrFエキシマレーザーからの高強度紫外光照射効果を検討し、電子線照射の場合と比較した。PPにKrFレーザー光、または電子線を照射すると高分子の劣化が観測されたが、ArFレーザー光の照射では高分子は劣化せず、老化防止剤としてPPに添加されているBHTの選択的分解が起こった。一方、ETFEでは、ArFレーザー光および電子線照射では高分子に酸化物や二重結合が生成したが、KrF光照射では高分子の炭化が観測された。この効果の差は、これらの照射により生成する吸収バンドがKrFレーザー光発振波長に近いため、KrFレーザー光照射で大きな劣化を起こしたものであることを明らかにした。
篠原 遙
Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 17(5), p.1543 - 1556, 1979/00
ポリフッ化ビニリデン膜の表層部を酸素・フッ素混合気体をもちいてオキシフッ素化し、さらにフッ素のみをもちいてフッ素化した後、熱濃アルカリ処理することにより、高分子量ペルフルオロカルボン酸型陽イオン交換体を形成した。これは通常のカルボン酸型陽イオン交換体より酸性度が強く、中性塩化リチウム、塩化ナトリウム溶液中のLi
およびNaをそれぞれ交換容量の約60%および70%捕集することができた。
