最近の研究によって，テラヘルツ（THz）周波数帯には，高分子の構造を反映した様々なスペクトルが観測される事が明らかになってきた．その一つが高分子高次構造の振動運動である．特に水素結合を有する高分子では，吸収スペクトルに水素結合やその周辺のダイナミクスを反映したスペクトル構造が観測される．また，高分子近傍の吸着水もTHz-スペクトルから観測できる事が明らかになってきた．THz周波数領域には水分子の回転緩和や分子間振動による強い吸収が存在するため，高分子中に含まれる微量な水の運動状態を知る事ができる．これまで，高次構造や吸着水のダイナミクスは，NMRやDSC，X線構造解析等の手法によって研究されてきたが，THz分光にはそれらに加わる新しい測定手法としての可能性が期待できる．特にTHz光には，イメージングが可能であるという利点がある．高次構造や吸着水の空間分布を容易に画像化できるため，製品中の欠陥の分布や特性のばらつきの検出など，高分子産業において威力を発揮する事が期待される．
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参考論文：
[1] H. Hoshina, Y. Saito, T. Furuhashi, T. Shimazaki, M. Sawada, Y. Hioki, and C. Otani, Terahertz Spectroscopy for Characterization of Hydrogen Bonding and Cross-Linked Structure Dynamics in Polyurethane, J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves 265 (2020).
[2] S. Yamamoto, E. Ohnishi, H. Sato, H. Hoshina, D. Ishikawa, and Y. Ozaki, Low-Frequency Vibrational Modes of Nylon 6 Studied by Using Infrared and Raman Spectroscopies and Density Functional Theory Calculations, J. Phys. Chem. B 123, 5368 (2019).
[3] H. Hoshina, Y. Iwasaki, E. Katahira, M. Okamoto, and C. Otani, Structure and Dynamics of Bound Water in Poly ( Ethylene-Vinylalcohol ) Copolymers Studied by Terahertz Spectroscopy, Polymer (Guildf). 148, 49 (2018).
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[5] C. Funaki, T. Toyouchi, H. Hoshina, Y. Ozaki, and H. Sato, Terahertz Imaging of the Distribution of Crystallinity and Crystalline Orientation in a Poly(ɛ-Caprolactone) Film, Appl. Spectrosc. 71, 1537 (2017).
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