西堀研究室

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放射光でハイブリッドナノ材料の階層構造に迫る。

西堀研究室は、放射光による計測と計算科学を使って、材料の構造ができていく過程を調べています。
エネルギーデバイスの鍵になる材料は、原子から粒子まで広いスケールで階層的な構造をつくり、それが性質や機能を決めています。
そこで分光法や散乱計測を組み合わせ、時間と空間の両方にわたる階層構造を解き明かそうとしています。
分かったしくみをもとに、新しい機能をもつ材料をつくることを目指しています。

Research研究课题

放射光計測と計算科学を駆使して、さまざまな材料の構造形成ダイナミクスを解明し、新しい機能材料の創成につなげることを目指しています。材料が機能を発揮するしくみを正しく描くには、原子から粒子まで広いスケールにわたる構造の変化を理解することが必要だと考えています。

※示意图

高分子とセラミックスのハイブリッド材料↗

基板に高分子鎖を立てたポリマーブラシは、鎖の間隔に応じた大きさの分子やイオンを選んで取り込みます。これを鋳型に金属酸化物にパラジウムのナノ粒子を担持する合成を試み、反応の進み方をX線吸収微細構造の測定で追っています。基板表面の状態も、X線光電子分光や第一原理計算で調べています。

※示意图

機能性材料のしくみの解明↗

ゼオライトは細孔をもつ多孔質材料で、骨格の原子を別の金属原子に置き換えると分子との関わり方を変えられます。骨格の中で孤立したヘテロ原子は特異な触媒作用を示します。その位置や周りの構造を、放射光のX線吸収分光や共鳴X線非弾性散乱で原子レベルで解析する方法の確立に取り組んでいます。

※示意图

階層構造のマルチスケール解析↗

有機と無機のハイブリッド材料や酸化物イオン伝導体は、原子からマクロまでの階層構造と、それに対応した時間スケールの動きをもっています。熱や光、応力をかけた状態でその階層構造を放射光計測で可視化し、合成や機能発現のしくみを調べています。

Voices学长学姐的评价

根据所属学生的回答整理。评价基于学生个人经历，不代表研究室官方观点。

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