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偏光変調アンチストークスラマン分光法による高分子鎖の配向ダイナミクスの解明

通过偏振调制反斯托克斯拉曼光谱阐明聚合物链的取向动力学

基本信息

批准号：
22H02139
负责人：
前田寧
金额：
$ 11.23万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

原子間力顕微鏡（AFM）-ラマン複合装置および角度分解顕微偏光ラマン分光装置を新たに試作して、高分子のリングバンド球晶における高分子鎖の配向の解析に応用した。並行してパルスレーザーを用いたコヒーレントアンチストークスラマン分光装置の開発も進めた。AFM-ラマン複合装置は、倒立型顕微鏡にピエゾステージ、AFMヘッド、レーザー（532nm）、分光器、冷却CCD検出器等を取り付けて試作した。偏光顕微鏡（POM）像とAFM像の観察と3次元ラマンイメージングを行なうことができる。POM像より複屈折の、AFM像よりラメラのねじれやラメラ厚の、ラマンイメージより高分子鎖の配向の、空間分布を高い分解能で、試料の同一位置で調査できる。さらに、金または銀でコートしたAFM探針を用いることで、探針増強ラマン散乱（TERS）によるナノスケールの微細構造解析を行うこともできる。角度分解顕微偏光ラマン分光装置は、正立型顕微鏡にレーザー、1/2波長板、分光器・検出器、x,yステージ等を取り付けて試作した。1/2波長板の回転によりレーザーの偏光方向を変えながら、ラマン散乱光の水平成分と垂直成分の強度を測定することで角度分解偏光ラマンスペクトルを得て、さらに、x,yステージで試料を走査することで分子配向によるイメージングを行なうことができる。各ラマンバンドの強度の角度依存性を理論式によりフィッティングすることで、単位格子と実験室座標系の間のオイラー角およびラマンテンソルの各成分の値を求めた。これらの装置を用いてポリエチレン、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等のリングバンド球晶において、球晶の成長方向に沿ったラメラの配向変化を調査した。異なる仕方でラメラの配向が変化しているという結果が、暫定的に得られており、異なるメカニズムによるリング状パターンの生成が示唆された。

Atomic Force Micromirror (AFM)-Optical Spectrometer Composite Device and Angle Resolution Micropolarization Spectrometer for New Applications in Polymer Alignment Analysis The development of a spectroscopic device is described in detail below. AFM-CCD composite device, inverted micro-mirror, AFM detector, CCD detector (532nm), etc. Polarizing Micromirror (POM) Image and AFM Image Observation: Three-Dimensional Image Processing POM image is complex, AFM image is complex. The AFM probe is used in the analysis of fine structure of the probe. Angular resolution micro-polarization spectrograph, upright micro-mirror, 1/2 wavelength plate, spectrograph detector, x,y spectrograph, etc. 1/2 Wavelength plate polarization direction change, polarization, horizontal component and vertical component of scattered light intensity measurement, angle resolution polarization, polarization, sample detection, molecular alignment, polarization, polarization The angular dependence of the intensity of each element is theoretically expressed as the angular dependence of each element in the cell coordinate system. This device is used to investigate the orientation of spherulites along the growth direction of spherulites, such as the concentration of spherulites, the concentration of spherulites, and the concentration of spherulites. The orientation of different types of materials is changed, and the results are changed, and the tentative results are changed.