IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/04

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    陣内浩司　Hiroshi JINNAI
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    計測研究部門　高分子物理化学研究分野
    Division of Measurements, Polymer Physics and Chemistry 

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    電子線トモグラフィ
    高分子ハイブリッド材料
    高分子階層構造
    ソフトマテリアルの自己組織化過程
    Electron tomography
    Polymer hybrid materials
    Polymer hierarchical structures
    Self-assembling processes in soft materials
研究テーマ
Research Subject
電子線トモグラフィを用いたソフトマテリアルの精密構造解析
Analysis of nano-structures in soft materials by electron tomography

研究の背景 Background

高分子ハイブリッド材料などの“ソフトマテリアル”の諸特性を理解するためには、その3次元構造を詳細に解析し材料の物性と結びつけて理解することが重要です。この課題に対して、私達はナノスケールで構造を可視化できる電子線トモグラフィを開発し、さらに、ソフトマテリアルに特有の階層的構造の解析のためメゾスケールに拡張してきました。

For better understanding of various properties, e.g., mechanical, electrical, transport properties, in soft materials, detailed characterization of their morphologies in three-dimension (3D) is essential. We have developed electron tomography, a microscopic method to image nano-scale structures in 3D, and applied them to various self-assembling structures in soft materials. We further improved electron tomography for meso-scale imaging technique because soft materials often exhibit hierarchical structures.

研究の目標 Outcome

電子線トモグラフィが備える3次元イメージングという基本的な性質に、時間・温度・化学組成・wet環境・変形などの新しい“次元”を加えることで、これまでのようなソフトマテリアルの静的な性質（構造）だけでなく、相転移現象などの動的性質の解明、また、wet系のソフトマテリアルの観察、力学的性質の解明に資する試料変形下での3次元観察、などを可能とする新しい多次元顕微鏡法への展開を目指しています。また、このような顕微鏡法を、エネルギー・環境分野のソフトマテリアルの材料開発に応用していきます。

In addition to the 3D imaging capability of electron tomography, another “dimension”, e.g., time, temperature, wet environment etc., will be incorporated to observe 3D structures in various environmental and dynamical processes in soft materials.

研究図Research Figure

Fig.1. 3D reconstruction of Pt nano-particle (NP) network superstructure in Terpolymer-binary metal NP hybrid compositions and comparison with Self Consistent Field Theory (SCFT) results. Fig.2. (a) 3D TEM image of the ordered bicontinuous double diamond (OBDD) structure in a block copolymer. The image shown in (b) reveals the 3D thinned image of the unit cell of the OBDD structure.

文献 / Publications

Macromolecules, 48, 2697-2705 (2015). Microscopy, 64(3), 205-212 (2015). Soft Matter, 11(10), 1871-1876 (2015). Macromol. Rapid Comm., 36(5), 432-438 (2015). Chem. Mater., 26(22), 6531-6541 (2014). Nat. Commun., 5, 3589 (2014). Nat. Commun., 5, 3247 (2014).

研究者HP