東京大学,茨城大学,住友ゴム工業株式会社,産業技術総合研究所,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和５年９月５日

東京大学
茨城大学
住友ゴム工業株式会社
産業技術総合研究所
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

世界最速８９０ナノ秒で微粒子と高分子の動きを同時にとらえた

～高精度なタイヤゴム劣化評価の実現に近づく～

ポイント

東京大学 大学院新領域創成科学研究科 物質系専攻の佐々木 裕次 教授（産業技術総合研究所 先端オペランド計測技術オープンイノベーションラボラトリ 特定フェロー 兼務）、茨城大学 大学院理工学研究科 物質科学工学領域の倉持 昌弘 助教、住友ゴム工業（株） 研究開発本部 分析センターの岸本 浩通 センター長らの研究グループは、タイヤゴムをサンプルとし、標識することなく、タイヤゴムに使用されるフィラーの１つであるカーボン微粒子と高分子の動く様子を、世界最高速度８９０ナノ秒（１０億分の１秒）の時間分解能で計測することに成功しました。計測には、ドイツのハンブルクにある欧州Ｘ線自由電子レーザー（Ｅｕｒｏｐｅａｎ ＸＦＥＬ）を用いました。

タイヤゴムのような複合材料系では、異種成分間の界面付近における微粒子や高分子の動きを把握することが、タイヤの性能を評価する上で重要です。今回、本研究グループは、世界で初めて、ナノ秒レベルで原子サイズの高精度の分子運動計測に成功しました。これにより、タイヤゴムの性能評価をするため、微粒子と高分子の動きの観察が可能となりました。

本計測法の活用によりゴム劣化の早期診断や耐久性を向上させる材料開発などで時間短縮が期待できます。

本研究成果は、２０２３年９月４日（米国東部夏時間）に米国物理学協会が発行する学術論文誌「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ（ＡＰＬ）」のオンライン版へ掲載される予定です。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（ＣＲＥＳＴ）「計測技術と高度情報処理の融合によるインテリジェント計測・解析手法の開発と応用」（研究総括：雨宮 慶幸・高輝度光科学研究センター 理事長）における研究課題「クライオ電子顕微鏡法のベイズ高度化と他計測との融合（ＪＰＭＪＣＲ１８６５）」（研究代表者：光岡 薫・大阪大学 教授）、および戦略的創造研究推進事業 ＡＣＴ－Ｘ「環境とバイオテクノロジー」（研究総括：野村 暢彦・筑波大学 教授／微生物サステイナビリティ研究センター センター長）における研究課題「凍結低温制御分子の構造特異機能の解明および個体丸ごと保存技術の開発（ＪＰＭＪＡＸ２２Ｂ７）」（研究者：倉持 昌弘・茨城大学 助教）などの支援を受けて実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Direct observation of 890 ns dynamics of carbon black and polybutadiene in rubber materials using diffracted X-ray blinking”
ＤＯＩ：10.1063/5.0157359

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Motion Picture of 890 Nano-seconds Dynamics in Nano-particles and Polymers Captured by EuXFEL ～High-Precision Tire Rubber Degradation Evaluation～”

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