Dynamics of polymer materials affected by adsorbed molecules from gas phase

气相吸附分子对聚合物材料动力学的影响

• 批准号: 19H02768
• 负责人: 青木 裕之
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02768/
• 关键词: 高分子薄膜; 分子運動; 超解像顕微鏡; 中性子反射率; 分子運動性; 溶媒アニーリング; ダイナミクス

本研究では、高分子材料が気相から揮発性溶剤蒸気分子を取り込む過程とともに、その影響による高分子の構造及び物性の変化を明らかにすることを目的としている。本年度においては、気相中の溶剤蒸気が高分子材料中に吸収・拡散する様子を直接観察するための中性子反射率法のデータ処理技術に関する開発を前年度より継続して進めた。ディープラーニングによって中性子反射率のデータに特徴的な統計ノイズのパターンを学習することで、実際の測定データからノイズ成分のみを正確に推定して除去することで、試料の構造情報を反映した真の信号のみを抽出することを試みた。畳み込みニューラルネットワークを用いることで、上述のような信号処理に成功し、これまでの1／10の測定時間で得られた中性子反射率データを、精度を劣化させることなくフィッティング解析することが可能となった。これにより、分子運動性を評価するための時間分解中性子反射率測定の時間分解能を1オーダー向上することが可能となり、秒の時間スケールで生じる拡散運動も評価することができるようになった。これを用いて、これまでにポリメチルメタクリレート系高分子を試料として進めてきた研究を、架橋系高分子についても展開した。様々な溶媒について密閉セル内での飽和蒸気圧条件において、高分子膜への気相からの溶媒分子の吸収と拡散、さらにそれに伴う高分子膜の構造変化について中性子反射率による評価を行った。

This study で は, polymer が 気 phase か ら swing 発 sex soluble tonic steamed 気 molecular を take り 込 む process と と も に, そ の influence に よ る の polymer structure and び property の variations change を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. This year に お い て は, 気 phase の stripping tonic steamed 気 が polymer に 収 absorption, company, scattered す る others child を 観 directly examine す る た め の temper in the reflectivity method の デ ー タ 処 manage technology に masato す る open 発 を before annual よ り 継 続 し て in め た. デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ に よ っ て in temper reflectivity の デ ー タ に な statistics of 徴 ノ イ ズ の パ タ ー ン を learning す る こ と で, determination of the event be の デ ー タ か ら ノ イ ズ composition の み を に presumed right し て remove す る こ と で, try の structure intelligence を reflect し た の is の signal み を spare す る こ と を try み た. 畳 み 込 み ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク を with い る こ と で, the above の よ う な signal 処 に し success, こ れ ま で の 1/10 の determination time で ら れ た temper in the reflectivity デ ー タ を, precision を degradation さ せ る こ と な く フ ィ ッ テ ィ ン グ parsing す る こ と が may と な っ た. こ れ に よ り, molecular motor を review 価 す る た め の time breakdown of temper reflectivity measurement の time can decompose を 1 オ ー ダ ー upward す る こ と が may と な の り, seconds ス ケ ー ル で raw じ る company, bulk movement も review 価 す る こ と が で き る よ う に な っ た. こ れ を with い て, こ れ ま で に ポ リ メ チ ル メ タ ク リ レ ー ト series polymer を sample と し て in め て き た research を, bridging polymer に つ い て も expand し た. Others 々 な solvent に つ い て airtight セ ル within で の saturated steam 気 圧 conditions に お い て, polymer film へ の 気 phase か ら の の solvent molecules absorb 収 と company and さ ら に そ れ に with う polymer film の structure - the に つ い て in temper reflectivity に よ る review 価 を line っ た.

项目成果

埋もれた界面を可視化する空間分解中性子反射率法の開発

开发空间分辨中子反射方法来可视化埋藏界面

• 发表时间: 2020
• 作者: Aoki Hiroyuki;Ogawa Hiroki;Takenaka Mikihito;青木裕之;Hiroyuki Aoki;青木 裕之
• 通讯作者: 青木 裕之

Spatially resolved neutron reflectometry by computed tomography

通过计算机断层扫描进行空间分辨中子反射测量

• 发表时间: 2021
• 作者: Aoki Hiroyuki;Ogawa Hiroki;Takenaka Mikihito;青木裕之;Hiroyuki Aoki
• 通讯作者: Hiroyuki Aoki

量子ビームによる高分子の表面・界面の構造とダイナミクスの解析

使用量子束分析聚合物表面和界面的结构和动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Aoki Hiroyuki;Ogawa Hiroki;Takenaka Mikihito;青木裕之
• 通讯作者: 青木裕之

Neutron Reflectometry Tomography for Imaging and Depth Structure Analysis of Thin Films with In-Plane Inhomogeneity

• DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c02744
• 发表时间: 2021-01-12
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Aoki, Hiroyuki;Ogawa, Hiroki;Takenaka, Mikihito
• 通讯作者: Takenaka, Mikihito