東北大学,理化学研究所,高輝度光科学研究センター,科学技術振興機構（ＪＳＴ）,住友ゴム工業株式会社

令和６年６月１８日

東北大学
理化学研究所
高輝度光科学研究センター
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
住友ゴム工業株式会社

１０億分の１秒の原子運動を見る放射光技術を開発

～材料開発や生命現象の機構の理解に大きく貢献へ～

ポイント

ナノ秒程度で起こる原子・分子の運動は、物質の硬さや壊れやすさなど、多様な物質の特性や生体機能の最も基本的な起源の１つです。分光型と呼ばれる従来の原子運動の測定装置では、運動を観測できる時間範囲は装置性能から決まるある１つの時間（時間分解能）の近辺に制限されてしまうことなどから、放射光ではナノ秒程度の原子運動の観測はこれまで大きな制限がありました。

東北大学 大学院理学研究科の齋藤 真器名 准教授を中心とした研究グループは、理化学研究所の初井 宇記 グループディレクターら、高輝度光科学研究センターの依田 芳卓 主幹研究員ら、住友ゴム工業株式会社と共同で、従来は測定系に１つしかなかった時間分解能を２つ持つ、原子運動の新しい放射光Ｘ線分光型測定技術を作り出すことで、０．１ナノ～１００ナノ秒の広い時間領域で原子・分子・ナノ構造体の運動を測定することを可能にしました。また、最新の２次元高速Ｘ線カメラＣＩＴＩＵＳを用いることで、動いているものの時間スケールだけでなく、空間的な大きさの同時測定も実現しました。本手法は、測定対象の制限が少なく、内部まで非破壊で観測でき、生体モデル系も含めた多くの対象に適用可能で、より優れた特性を持つ材料開発、生命現象の理解が大きく加速します。

本研究成果は、２０２４年６月１８日に科学誌「Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ」に掲載されます。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） ＣＲＥＳＴ ＪＰＭＪＣＲ２０９５および理化学研究所のＳＡＣＬＡ／ＳＰｒｉｎｇ－８基盤開発プログラム ２０２２－２０２３によってサポートされています。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Broadband Quasielastic Scattering Spectroscopy Using a Multiline Frequency Comblike Spectrum in the Hard X-Ray Region”
ＤＯＩ：10.1103/PhysRevLett.132.256901

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Development of a Synchrotron Radiation Technique Capable of Measuring Atomic/Molecular Motion in Rubber in a Wide Time Domain: Toward Application to Development of Tires with High Strength and Excellent Wear Resistance”

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