超偏極キセノンNMRの頑強化と持続可能化および新素材開発基盤技術としての新展開

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医療用のMRI(磁気共鳴画像法)や化学分析用のNMR(核磁気共鳴分光法)の基本となるMR(磁気共鳴)の研究は誕生以来77年を経過したが、今や健康で科学的に進んだ国民生活の基盤を支えるまでに発展した。この分野では、現在でも基礎技術の発展が探求されさらなる発展の途上にある。その１つが超偏極技術の展開である。本研究では超偏極技術の１つである超偏極キセノン法を取り上げる。この方法によりキセノン（Xe）ガスのMR感度を顕著に増強でき、キセノンMRI（NMR）の実用的な発展の基盤を形成できる。著者らは独自の研究により、MR感度を数万倍にまで増強できる「連続供給型超偏極キセノン生成装置」の開発に成功し、医療用としてマウスを使った病態診断法の研究や、化学分析用としてゼオライト等の多孔質微粒子を用いたナノ素材解析法の研究に応用してきた。その中で、当該法の有用性を確認すると共に、本法の利用分野がもっと大きな広がりを見せるはずとの考えから、本研究において新規応用分野の開拓に取り組むこととした。本研究の目的は、具体的には、超偏極キセノン生成装置の長時間使用に伴う性能劣化を徹底的に防止し「装置の頑強化」を計り、Xeガス消費量を劇的に削減し資源節約による「持続可能化」を完成させ（SDGｓへの貢献）、その上で、この装置の特徴を生かして化学分析・素材解析における画期的な新展開の途を拓き、汎用化と普及の基盤を構築することである。より具体的には、高分子の自由体積あるいは自由体積分率の評価法として簡便な適用方法を構築し、新素材開発ツールとしての超偏極キセノン法の汎用の途を探る。