Development of 4D X-ray elastography

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本研究では、最近、研究代表者らが世界で初めて原理実証に成功した、不透明な粘弾性体内の複素弾性率の分布を高空間分解能で可視化するＸ線エラストグラフィの4D（3D＋時間）化、高空間分解能化・高時間分解能化を目指している。最先端のＸ線位相コントラストトモグラフィとデータサイエンス技術を駆使して、研究課題①msオーダー時間分解能Ｘ線エラストグラフィ、研究課題②100 nmオーダー空間分解能Ｘ線エラストグラフィの実現を目指し、これまで数値シミュレーションによるアプローチに限られていた非平衡系のマイクロレオロジーの世界を実験的に研究する方法の確立を目指している。2022年度は、上記項目①について、最適化、および有効性の検証を行った。また②については、当初、シンクロトロン放射光とＸ線結像レンズ（Ｘ線フレネルゾーンプレート）を用いた光学系を検討していたが、より汎用性のある実験室Ｘ線源（焦点サイズ100ナノメートルオーダー）を導入し、拡大光学系での顕微Ｘ線エラストグラフィの実現を目指した。Ｘ線源としては、株式会社マーストーケンソリューション製のTX-320を導入した。このＸ線源により400ナノメートル空間分解能の拡大投影イメージングまで可能であることが確認できており、さらに100ナノメートル程度の空間分解能の実現可能性もみえている。このＸ線源の立ち上げはすでに完了しており、リモート精密制御可能な試料ステージ（神津精機株式会社製）、Ｘ線画像検出器（浜松ホトニクス社製Ｘ線sCMOSカメラC12849-102U）も含めて、アクティブ除振台上への設置が完了している。Ｘ線用回折格子の準備も完了しており、回折格子干渉法に基づく高感度イメージングも可能な状況になっている。現在、光学系の最適化に向けた検討を行っている。