Development of structural analysis method for multi-component nanocomposites using deuterated polymer

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本研究では、ポリマ分子鎖内の軽水素Hを重水素Dに置換した重水素化ポリマに着目し、中性子散乱におけるコントラストの制御により、多成分系ナノ複合材料の構造解析の実現に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、ポリマ分子鎖内の軽水素Hを重水素Dに置換した重水素化ポリマを合成し、この重水素化ポリマを用いてナノ複合材料を作製し、中性子散乱による構造解析を実施することである。当該年度においては、昨年度に引き続き、重水素化率（軽水素Hと重水素Dの総数に対する重水素Dの割合）が制御された重水素化ポリマの合成を実施し、ナノ複合材料の作製、中性子散乱による構造解析を見据えて、重水素化ポリマの種類を拡大した。あわせて、中性子散乱測定、溶媒への溶解性評価を実施した。重水素化ポリマの合成では、主に、エステル交換反応により、ポリマを重水素化ポリマに変換する方法を用いた。結果として、ポリマと重水素化アルコールの混合比を制御することで、重水素化率が制御された重水素化ポリマが得られた。重水素化率が制御された重水素化ポリマの中性子散乱測定では、軽水素Hの数密度に比例する非干渉性散乱の強度が重水素化率に応じて変化すること、重水素Dの導入に起因する干渉性散乱が生じないことが確認された。重水素化率が制御された重水素化ポリマの溶媒への溶解性評価では、（重水素化前の）ポリマと重水素化ポリマに顕著な差がないことが確認された。以上より、重水素化率が制御された重水素化ポリマの合成技術を確立するとともに、ナノ複合材料の作製、中性子散乱による構造解析を見据えて、重水素化ポリマの種類を拡大することができた。あわせて、重水素化ポリマを活用した多成分系ナノ複合材料の構造解析において必要となる基礎データを取得することができた。