多成分系ナノ構造の誤差評価手法を開発し高精度解析へ

多成分系ナノ構造解析の誤差評価手法が誕生

東京大学の眞弓皓一准教授、岩手大学の宮島信也教授、岡山大学の大林一平教授、そして早稲田大学の田中一成准教授から成る研究グループは、コントラスト変調中性子小角散乱法を用いた多成分材料のナノ構造解析において、革新的な誤差評価手法を開発しました。この発見は、ナノ構造解析における信頼性を大幅に向上させ、さまざまな先端材料の研究に貢献することが期待されています。

研究の背景

近年、さまざまな分野で多成分材料の需要が高まっており、そのナノ構造を正確に解析する技術が求められています。特にコントラスト変調中性子小角散乱法は、異なる成分のコントラストを利用して材料を構成する各要素の詳細な情報を抽出する手法です。しかし、実際の測定データには誤差が含まれており、この誤差がどのように解析結果に影響を与えるかが不明でありました。そのため、測定結果の信頼性が難題となっていました。

新しい誤差評価手法の開発

本研究において、研究グループは数理手法を駆使して、コントラスト変調中性子小角散乱棺法における伝搬誤差の評価に世界で初めて成功しました。この手法は、実験データの誤差が解析結果にどの程度影響を与えるかを定量的に評価できるもので、結果として短い測定時間でのデータ取得と、信頼性の高い結果が得られます。

期待される活用分野

この誤差評価手法により、ナノ構造解析の高精度化と高効率化が実現されることが見込まれています。特に高分子材料やヘルスケア用品、食品材料、医薬品など、多様な多成分材料の研究や開発において、この技術が重要な役割を果たすことが期待されます。また、この手法によって、より効果的な材料の開発が進み、幅広い分野での応用が可能になるでしょう。

論文情報

本成果は、2024年12月17日付けで米国の科学雑誌「Journal of Applied Crystallography」に掲載されました。論文のタイトルは「Error evaluation of partial scattering functions obtained from contrast variation small-angle neutron scattering」であり、著者には研究グループのメンバーが名を連ねています。