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2018年10月24日
金谷利治さんが平成29年度繊維学会功績賞を受賞しました。2018年6月14日に開催された繊維学会年次大会で受賞式が行われました。
2018年10月24日
金谷利治さんが中国西安で開催されたThe 13th International Symposium on Polymer Physics (PP2018)(2018年6月11-15日)で「Heterogeneous Dynamics of Polymer Thin Films by Neutron and Muon」について招待講演を行いました。
2018年10月24日
金谷利治さんが台湾で開催された The 8th Taiwan-Japan Joint Meeting on Neutron and X-ray Scattering(2018年3月14-17日)で「Polymer Dynamics by Multi-Probes」について招待講演を行いました。
2018年10月24日
金谷利治さんが2018年3月13日に山形大学で客員教授として「量子ビームを用いた高分子研究および高分子結晶化の基礎知識」について特別講義を行いました。
2018年10月24日
金谷利治さんが福岡で開催されたフロンティアソフトマター開発専用ビームライン産学連合体(FSBL)第7回研究発表会(2018年1月15日、九州大学西新プラザ)で「高分子研究におけるX線と中性子のシナジ- 産業利用研究が誘発する基礎研究 -」について招待講演を行いました。
2018年10月24日
金谷利治さんがインドネシアで開催されたMaterial Research Society - Indonesia Conference & Congress (MRS-INA C&C 2017)(2017年10月8−12日、Yogyakarta)で「Current Status of J-PARC MLF」について招待講演を行いました。
2017年9月25日
岩瀬裕希さんが韓国で開催されたInternational Conference on Neutron Scattering 2017(7月9-13日、2017年)で「Installation of a high-resolution position sensitive scintillation detector in the small and wide angle neutron scattering instrument 」について発表しました。
2017年9月25日
金谷利治さんが札幌で開催されたThe 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance ( SR2017)(6月25-30日、2017年)で「mSR Studies of Polymers」について招待講演を行いました。
2017年9月25日
金谷利治さんがポーランドで開催された第8回International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (8thIDMRCS)(7月23-28日、2017年) で 「Distribution of Glass Transition Temperature Tg in Polymer Thin Films by Neutron Reflectivity and Low Energy Muon Spin Relaxation」について招待講演を行いました。
2017年9月25日
金谷利治さんが京都で開催されたIUMRS-ICAN2017のシンポジウム: Structure and physical properties of polymers in confined systems(8月28-30日、2017年)で「Heterogeneous Dynamics of Polymer Thin Films」について招待講演を行いました。
2017年4月20日
金谷利治さんが古賀忠典さんと一緒に、雑誌Polymerで特集号「Structure and Dynamics of Polymers Studied by X-ray, Neutron and Muon Scattering」を編集しました。
2016年12月1~2日
岩瀬裕希さんが名古屋大学で開催された日本中性子科学会第16回年会で「Rheo-SANSによるジェミニ型界面活性剤水溶液が示すずり粘稠挙動の解析」と題する口頭発表をしました。
2016年11月17日
富永大輝さんがエッサム神田ホールで開催された平成28年度ソフトマター中性子散乱研究会テーマ「散乱法と観察法におけるコントラスト変調技術の最前線」で「J-PARC MLFにおけるソフトマター研究」と題する講演をしました。
2016年9月30日
富永大輝さんがKEKで開催されたSAXS and SANS on Soft Matterで「Moisture effect on mechanical strength of hydrophilic polymer network: A small angle scattering study」と題する講演をしました。
2016年5月20日
岩瀬裕希さんが第1回油化学セミナー「ここまでわかるようになった最新機器分析技術(界面・油脂産業を支える機器分析技術のご紹介)」(東京理科大学)で、「コロイド科学における中性子小角散乱」と題する講演をしました。
2015年11月12日
住友ゴム(Advanced 4D Nano Design) SPring-8・J-PARC・スーパーコンピュータ「京」を連携活用させたタイヤ用新材料開発技術「ADVANCED 4D NANO DESIGN」を確立 - 低燃費性能・グリップ性能に加え耐摩耗性能200%のタイヤ -
2015年7月1日
J-PARC/MLFに高分子階層構造研究領域(リーダー金谷利治)を立ち上げました。

研究トピックス

高分子の結晶化過程

多くの高分子材料は結晶化させて利用されています。そのため高分子の結晶化の研究は古くから行なわれています。我々の研究室では高分子の結晶化機構をいろいろな観点から調べています。

  1. 中結晶化誘導期における構造形成
  2. 流動場下における結晶化:繊維構造生成機構の解明
イラスト1

高分子のガラス転移機構

  • 中性子散乱長コントラストを利用した高分子ゲルの構造解析
     (高田慎一)
  • 脂質二分子鎖(DMPC)の温度転移(高田慎一)
  • 両親媒性デンドリマーの活用(岩瀬裕希)
  • 水溶性高分子等のマクロ物性と 構造(富永大輝 )
  • キセロゲルの機械強度と構造ダイナミクス(富永大輝 )
  • 制限空間中の分子のダイナミクス(山田武)
  1. ガラス転移近傍における高分子のダイナミクス
  2. ガラス転移近傍の動的不均一性
  3. 高分子超薄膜のガラス転移
  4. 過冷却高分子融体の長距離密度ゆらぎ
  5. 陽電子消滅と準弾性中性子散乱による自由体積理論の微視的基礎
イラスト1

高分子拘束系のダイナミクスと相分離

高分子をナノメートルスケールの空間に拘束するとバルク状態とは非常に異なる物性を示すことがあります。薄膜状態であるとか細孔に閉じ込められた高分子がこれにあたります。例えば、高分子薄膜の膜厚をどんどん薄くしていきますと、高分子鎖の糸毬のサイズより薄くなりはじめるとガラス転移温度が減少することが最近明らかになってきました。我々の研究室では、薄膜のガラス転移とそのダイナミクス、さらには高分子ブレンドの薄膜での相分離と脱濡れ(dewetting)を中性子散乱、中性子・X線反射率測定、光散乱測定、光学顕微鏡、分子間力顕微鏡観察などの手段を用いて調べています。

  1. 高分子薄膜のガラス転移とダイナミクス
  2. 高分子薄膜の相分離と脱濡れ(dewetting)に関する研究
イラスト1

メンバー

研究実績

~最新の研究業績~

"Direct Evidence for the Effect of Glycerol on Protein Hydration and Thermal Structural Transition" M. Hirai, S. Ajito, M. Sugiyama, H. Iwase, S. Takata, N. Shimizu, N. Igarashi, A. Martel, L. Porcar, Biophys. J., 115, 313-327 (2018)
"Structural characterization of myoglobin molecules adsorbed within mesoporous silicas" J. Kijima, Y. Shibuya, K. Katayama, T. Itoh, H. Iwase, Y. Fukushima, M. Kubo, A. Yamaguchi , J. Phys. Chem. C, 122, 15567−15574 (2018)
"Macromolecular crowding effect on protein structure and hydration clarified by using X-ray and neutron scattering" M. Hirai, S. Ajito, M. Sugiyama, H. Iwase, S. Takata, N. Shimizu, N. Igarashi, A. Martel, L. Porcar, Physica B in press (2018) https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.02.020
"Protective action of trehalose and glucose on protein hydration shell clarified by using X-ray and neutron scattering" S. Ajito, M. Hirai, H. Iwase, N. Shimizu, N. Igarashi, N. Ohta, Physica B in press (2018) https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.03.040
"Installation of a high-resolution position-sensitive scintillation detector in the small and wide angle neutron scattering instrument (TAIKAN), MLF, J-PARC" H. Iwase, S. Takata, T. Morikawa, M. Katagiri, A. Birumachi, J. Suzuki, Physica B in press (2018) https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.10.117
"Hydrogen Bonds of the Imidazolium-ring of Ionic Liquids with DMSO Studied by NMR, Soft X-ray Spectroscopy, and SANS" T. Takamuku, T. Tokuda, T. Uchida, K. Sonoda, B. A. Marekha, A. Idrissi, O. Takahashi, Y. Horikawae, J. Matsumurae, T. Tokushima, H. Sakurai, M. Kawano, K. Sadakane, H. Iwase , Phys. Chem. Chem. Phys., 20, 12858–12869 (2018)
“Solubilization ability of N,N-dimethyl-N-alkyladamantylammonium bromide” K. Matsuoka, R. Omori, S. Yada, Yoshimura, H. Iwase, J. Mol. Liquids 260, 131–137 (2018)
"Mechanically-tough syndiotactic polypropylene (sPP) gels realized by fast quenching using liquid nitrogen" F. Endo, R. Okoshi, K. Takaesu, N. Kurokawa, H. Iwase, Maeda, A. Hotta, Macromolecules, 51, 2321–2327 (2018)
"Structural analyses of aqueous suspensions of clay minerals by small angle neutron scattering coupling with rheological measurement and observation by dielectric microscopy" H. Iwase, T. Ogura, H. Sakuma, K. Tamura, Y. Fukushima, Appl. Clay Sci. 157, 24–30 (2018)
“Neutron scattering studies on short- and long-range layer structures and related dynamics in imidazolium-based ionic liquids” F.Nemoto, M.Kofu, M.Nagao, K. Ohishi, S.Takata, J.Suzuki, T.Yamada, K.Shibata, T.Ueki, Y.Kitazawa, M.Watanabe, and O.Yamamuro, J. Chem. Phys., 149, 054502 (2018) https://doi.org/10.1063/1.5037217
“Liquid-like thermal conduction in intercalated layered crystalline solids“, B. Li, H. Wang, Y. Kawakita, Q. Zhang, M. Feygenson, H. L. Yu, D. Wu, K. Ohara, T. Kikuchi, K. Shibata, T. Yamada, X. K. Ning, Y. Chen, J. Q. He, D. Vaknin, R. Q. Wu, K. Nakajima & M. G. Kanatzidis, Nature Materials, 17, 226-230(2018)
“Experimental investigation of the glass transition of polystyrene thin films in a broad frequency range”, Rintaro Inoue, Toshiji Kanaya, Takeshi Yamada, Kaoru Shibata, and Koji Fukao, Phys. Rev. E. 97, 012501 (2018)
“Dynamic properties of nano-confined water in an ionic liquid”, Hiroshi Abe, Takeshi Yamada, Kaoru Shibata, J. Mol. Liq., 264, 54-57(2018)
“Dynamic of organic species in organo-clay/polypropyrene composite by quesi-elastic neutron scattering”, Yoshiaki Fukushima, Takeshi Yamada, Kenji Tamura, Kaoru Shibata, Appl. Clay. Sci., 155, 15-19(2018)
"Single-Alkyl and Multi-Alkyl Chain-Containing Amphiphilic Oligomers with Several Sugar Side Chains: Solution Properties and Nano-Structural Analysis of Aggregates by SANS", T. Yoshimura, Y. Nakatani, K. Matsuoka, K. Akutsu, H. Iwase, Colloid Polym. Sci. 295, 793-802 (2017)
“Relaxation in a Prototype Ionic Liquid: Influence of Water on the Dynamics”, David L. Price, Oleg Borodin, Miguel A. González, Maiko Kofu, Kaoru Shibata, Takeshi Yamada, Osamu Yamamuro, and Marie-Louise Saboungi, J. Phys. Chem. Lett., 2017, 8, pp 715–719, DOI: 10.1021/acs.jpclett.6b02871
“Polar rotor scattering as atomic-level origin of low mobility and thermal conductivity of perovskite CH3NH3PbI3”, Bing Li, Yukinobu Kawakita, Yucheng Liu, Mingchao Wang, Masato Matsuura, Kaoru Shibata, Seiko Ohira-Kawamura, Takeshi Yamada, Shangchao Lin, Kenji Nakajima & Shengzhong (Frank) Liu, Nature Communications, 8, Article number: 16086 (2017)
“Inelastic and quasi-elastic neutron scattering spectrometers in J-PARC”, H.Seto, S.Itoh, T.Yokoo, H.Endo, K.Nakajimama, K.Shibata, R.Kajimoto, S.Ohira-Kawamura, M.Nakamura, Y.Kawakita, H.Nakagawa, T.Yamada, BBA General Subjects, 1861, 3651-3660 (2017)
“Effects of ionic liquids on the nanoscopic dynamics and phase behaviour of a phosphatidylcholine membrane”, V. K. Sharma, S. K. Ghosh, P. Mandal, T. Yamada, K. Shibata, S. Mitraae and R. Mukhopadhyay, Soft Matter, 13, 8969-2979 (2017)
“Dynamical Behavior of Hydration Water Molecules between Phospholipid Membranes”, Takeshi Yamada, Nobuaki Takahashi, Taiki Tominaga, Shin-ichi Takata, and Hideki Seto, J. Phys. Chem. B. 121, 8322-8329 (2017)
"A Tadpole-type amphiphilic dendrimers with bulky dendrons: Adsorption and aggregation properties," T. Yoshimura, A. Ebihara, H. Iwase, Colloids and Surfaces A 533, 197-203 (2017).
"Structure of the Microemulsion of Polyglycerol Polyricinoleate Encapsulating Vitamin E"J. Matsuoka, T. Kusano, Y. Kasama, E. Tominaga, J. Kobayashi, W. Fujii, H. Iwase, M. Shibayama, H. Nanbu, J. Oleo Science, 66, 1285–1291 (2017)
"Visualization of Individual Images in Patterned Organic-Inorganic Multilayers Using GISAXS-CT", H. Ogawa, K. Tsujioka, M. Takenaka, K. Kamitani, T. Sugiyama, T. Kanaya, A. Takahara, Langmuir, 33, 4675-4681 (2017)
"Role of molecular weight in shish-kebab formation during drawing by small-angle neutron and X-ray scattering", T. Kanaya, M. Murakami1, T. Maede, H. Ogawa, R. Inoue, K. Nishida, G. Matsuba., N. Ohta, S. Takata, T. Tominaga, J. Suzuki, Y.-S. Han and T.-H. Kim, Polym. J., 49, 831-837 (2017).
"Quasielastic Neutron Scattering Study of Microscopic Dynamics in Polybutadiene Reinforced with an Unsaturated Carboxylate, R. Mashita", R. Inoue, T. Tominaga, K. Shibata, H. Kishimoto and T. Kanaya, Soft Matter, 13, 7862-7869 (2017)
"Effect of draw ratio on fiber structure development of polyethylene terephthalate", R. Tomisawa, T. Ikada, K. H. Kim, Y. Ohkoshi, K. Okada, H. Masunaga, T. Kanaya, M. Masuda, Y. Maeda, Polymer, 116, 357-366 (2017)
"Effect of melt spinning condisions on the fiber structure development of polyethylene terephthalate", R. Tomisawa, T. Ikada, K. H. Kim, Y. Ohkoshi, K. Okada, H. Masunaga, T. Kanaya, M. Masuda, Y. Maeda, Polymer, 116, 367-377 (2017)
"Depth-dependent Structural Analyses in PS-b-P2VP Thin Films as Revealed by Grazing Incidence Small Angle Scattering in the Tender Energy Region" H. Ogawa, K. Tsujioka, M. Takenaka, T. Sugiyama, T. Kanaya, A. Takahara, Kobunshi Ronbunshu, 74, 109-113 (2017)
"Isothermal Crystallization Process of Poly(l-lactic acid) poly(d-lactic acid) Blends After Rapid Cooling from the Melt" Henmi K, Sato H, Matsuba G, Tsuji H, Nishiad K, Kanaya T, Toyohara K, Oda A, Endou K, ACS Omega, 1, 476-482 (2016)
"A study on polymerization-induced phase separation (PIPS) of epoxy solution in oligoethylene glycol aiming at controlling the characteristic length" Kanaya T, Ogino Y, Mizuike A, Miyazaki T, Inoue R, Nishida K, Journal of Fiber Science and Technology, 72, 126-131 (2016)
"Multilevel hierarchical structures of double-network polymers in a dried state" Taiki Tominaga, Takeshi Yamada, Shinichi Takata, Naonobu Shimamoto, Polymer in press (2016) http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2016.12.001
"J-PARC/MLFの中性子小角散乱装置「大観」を利用したコロイド解析", 岩瀬裕希, オレオサイエンス 16, 487~492 (2016).
"Nanoscopic structural investigation of physically cross-linked nanogels formed from self-associating polymers" Y. Sekine, H. Endo, H. Iwase, S. Takeda, S, Mukai, H. Fukazawa, K. C. Littrell, Y. Sasaki, K. Akiyoshi; J. Phys. Chem. B, 120, 11996-12002 (2016).
"Dynamics of polybutadiene reinforced with unsaturated carboxylate studied by muon spin relaxation (mSR)" Ryo Mashita, Hiroyuki Kishimoto, Rintaro Inoue, Akihiro Koda, Ryosuke Kadono, Toshiji Kanaya, Polymer 105 (2016) 510-515 http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2016.07.050
"Inelastic and quasi-elastic neutron scattering spectrometers in J-PARC" H. Seto, S. Itoh, T. Yokoo, H. Endo, K. Nakajima, K. Shibata, R. Kajimoto, S. Ohira-Kawamura, M. Nakamura, Y. Kawakita, H. Nakagawa, T. Yamada, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, in press http://dx.doi.org/10.1016/j.bbagen.2016.04.025
"Dynamical Behavior of Human α-Synuclein Studied by Quasielastic Neutron Scattering" Satoru Fujiwara , Katsuya Araki, Tatsuhito Matsuo, Hisashi Yagi, Takeshi Yamada, Kaoru Shibata, Hideki Mochizuki, PLoS ONE 11(4): e0151447. (2016) http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0151447
"Structural study on aggregation behavior of star-type trimericsurfactant in the presence of sodium salicylate" T. Kusano, K. Akutsu, H. Iwase, T. Yoshimura, M. Shibayama, Colloids and Surfaces A 497, 109-116 (2016).
"Gelation process of polyacrylonitrile solutions as studied using small‐angle neutron scattering techniques" S. Nakano, S. Konno, N. Tomita, G. Matsuba, T. Tominaga, S. Takata, Microsyst. Technol., 22(1), 57-63 (2016)
"The design and q resolution of the small and wide angle neutron scattering instrument (TAIKAN) in J-PARC" S. Takata, J. Susuki, T. Shinohara, T. Oku, T. Tominaga, K. Ohishi, H. Iwase, T. Nakatani, Y. Inamura, T. Ito, K. Suzuya, K. Aizawa, M. Arai, T. Otomo, and M. Sugiyama, JPS Conf. Proc. 8, 036020 (2015),.
"Distribution of glass transition temperatures Tg in polystyrene thin films as revealed by low-energy muon spin relaxation: A comparison with neutron reflectivity results" T. Kanaya, H. Ogawa, M. Kishimoto, R. Inoue, A. Suter, T. Prokscha T, Phys. Rev. E, 92, 022604-1-022604-7 (2015)
"Microbeam Wide-Angle X-ray Scattering Study on Precursor of Shish Kebab. Effects of Shear Rate and Annealing on Inner Structure" T. Matsuura, M. Murakami, R. Inoue, K. Nishida, H. Ogawa, N. Ohta N, T. Kanaya, Macromolecules, 48, 3337-3343 (2015)
"Hydrophilic Double-Network Polymers that Sustain High Mechanical Modulus under 80% Humidity" Taiki Tominaga, Ken-Ichi Sano, Jun Kikuchi, Hideyuki Mitomo, Kuniharu Ijiro, Yoshihito Osada. ACS Macro Letter. 1, pp.432-436, 2012.
"Molecular Model for Toughening in Double-Network Hydrogels" Vijay R Tirumala, Taiki Tominaga, Sanghun Lee, Paul Butler, Erick K.Lin, Jian Ping Gong, Wen-li Wu, Journal of Physical Chemistry B 112, pp.8024-8031, 2008.

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