【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0104
利用課題名 / Title
ゴム、ガラスの物性理解のためのAFMによる粘弾性特性の空間マッピング
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
AFM, 弾性率, ゴムの物性
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
齋藤 真器名
所属名 / Affiliation
東北大学 理学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
黛聖哉
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
服部 晋也
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
亀裂を有するポリイソプレンを延伸すると粘弾性特性の不均一性が生じ、特に亀裂の先端で高い弾性率をもつことで、亀裂の進展に抗うと考えられている。本利用課題では、亀裂を有する延伸下ポリイソプレン試料に対し、AFMによる弾性率の亀裂の先端からの距離依存性の測定を行うことで、直接弾性特性の分布を調べた。
実験 / Experimental
亀裂を有するポリイソプレンゴムを3倍延伸し、亀裂の先端から80μm、110μmの位置での弾性率を調べた。その結果、亀裂の先端から80μmの位置では延伸結晶化により平均40MPaと、未延伸のゴム1MPaに比べ一桁高い弾性率を示した。一方、110μmの位置では、平均4MPaと弾性率の未延伸状態からの変化はそこまで大きくないことが分かった。
結果と考察 / Results and Discussion
別に調べたX線回折測定による延伸結晶化度の亀裂の先端からの距離依存性によれば、亀裂の先端から80μmの位置では延伸結晶化が見られたものの、110μmの位置では延伸結晶化がほとんど起こっていなかった。このように、得られた結果はX線回折測定における延伸結晶化の亀裂先端からの距離依存性とよく整合した。これにより、ＡＦＭによって亀裂の先端周囲での延伸結晶化により弾性率が変化する様を直接とらえることができたと考えている。今後さらに詳細な弾性率のマッピングを行いたいと考えている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件