黑料网

【研究概要】

?ポリマー混合物を构成する成分ポリマーを无染色

?ナノメートル分解能で可视化する技术を开発。

?机械学习による多次元データ空间での有効な记述子（物理パラメータ）抽出で解釈可能なスペクトル分类。

?成分间反応や热ダメージの化学プロセスまでデータ空间で追跡?可视化。

?この分野の标準データ処理?可视化技术としての発展に期待。

黑料网未来材料?システム研究所 高度計測技術実践センターの武藤 俊介 教授らの研究グループは、旭化成 梅本 大樹 氏との共同研究で、ポリマーブレンドを构成するポリマーの混合组织を异なる化学种ごとに无染色かつナノメートル分解能で可视化する技术を开発しました。　

ポリマー材料は軽量で成形が容易なだけでなく、さまざまな物理特性を持つポリマーを混ぜ合わせることで所望の特性を実現できる点で“未来の材料”として期待されています。一般にポリマーは炭素を主な骨格として、酸素、窒素、水素という軽元素から成る互いに似た構造単位から成り、異なるポリマーをナノメートル分解能で区別するために従来は、重金属染色や電子損傷を避ける特殊な電子顕微鏡観察技術が必要でした。本研究グループは、黑料网が誇る大型電子顕微鏡（反応科学超高圧电子顕微镜）と电子エネルギー损失分光（EELS）を用い、化学結合の特徴を表す低エネルギー損失スペクトルを使って計測時間を従来の約100分の1に短縮、試料ダメージを抑えつつ成分ポリマーの混ざり具合や化学状態を素早く地図化する方法を示しました。

本研究の要は、「スペクトルピークの位置と强度＝指纹」から各相を区别?分类するために最も重要な少数の指纹（记述子）を抜き出し、机械学习で整理することです。実用材料に适用すると、特徴量の分布から「混练での化学変化やブレンド処理による劣化倾向」が见えてきます。多次元の特徴量空间に全データをプロットすると、成分のまとまり方やばらつきが色分け表示され、界面反応层の可能性や各成分の変性の度合いを総合的に评価できます。

染色に頼らず、短时间?低ダメージで&濒诲辩耻辞;ポリマーの化学地図&谤诲辩耻辞;を描ける本手法は、製品设计の早期段阶で混ざりや界面の健全性を确认したり、リサイクル材の品质ばらつきを见极めたりするのに役立つ标準分析法になると期待されます。

本研究成果は、2025年8月27日付国際科学雑誌『Polymer Testing』に掲載されました。

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【论文情报】

雑誌名： Polymer Testing

論文タイトル：Interpretation-Enhanced Chemical Mapping of Polymer Alloys Using Low-Loss Scanning Transmission Electron Microscopy-Electron Energy Loss Spectroscopy Cluster Analysis

著者：Hiroki Umemoto, Shigeo Arai, Shunsuke Muto

DOI : 10.1016/j.polymertesting.2025.108961

鲍搁尝：

【研究代表者】

, 主著者名）：梅本 大樹(旭化成)