コイズミ サトシ小泉 智教授Satoshi KOIZUMI
■研究者基本情報
学歴
研究者からのメッセージ
(研究者からのメッセージ)
工学部高分子化学科に学び、透過型電子顕微鏡によるジブロック共重合体のミクロ相分離構造の研究で学位を取得. その後、原子力機構にて中性子小角散乱法および散乱装置の開発に従事、2011年より茨城大学工学部で基礎物理や高分子材料の教育に関わる. 担当する授業科目は、統計力学、熱力学、量子力学、高分子材料学、放射線科学など. 2023年より総合科学研究機構 中性子産業利用推進センター（副センター長）を兼務して中性子産業利用を推進
■研究活動情報
論文
- 中性子全反射法による固体表面の組成分析 : ゴムの固着と劣化のその場観察を目指して (特集 ソフトマターの試験・評価技術)
小泉 智; 麻生 脩平; 前田 知貴; 上野 真寛; 仲摩 雄季; 武山 慶久, メカニカル・テック社
Soft matter = ソフトマター : "やわらかい物質"と計測・評価の技術情報誌, 2020年, ［査読有り］ - 市販の製品そのものの評価が可能な量子線顕微装置 : 動的核スピン偏極コントラスト変調による中性子小角散乱 (特集 ソフトマターの計測・評価技術)
小泉 智; 能田 洋平; 前田 知貴, メカニカル・テック社
Soft matter = ソフトマター : "やわらかい物質"と計測・評価の技術情報誌, 2020年, ［査読有り］ - 中性子線と分割電極セルの組合せによる固体高分子形燃料電池の水計測技術
上田 悟; 江口 美佳; 小林 芳男; 堤 泰行; プトラ アナンダ; 山口 大輔; 小泉 智, 固体高分子形燃料電池(PEFC)の高性能化にとりPEFCセル内の水分移動を把握することは重要な課題である．本研究は，中性子小角散乱(SANS)と中性子ラジオグラフィー(NR)を用いて発電状態下にあるPEFC内の水分移動を可視化した．SANSは直径10 mmの小さい入射ビームを使用して高分子電解質膜の膨潤挙動を観察するための効果的な方法である．発電時には電解質膜内の水クラスタサイズが電流密度の増加に伴い増大することが確認できた．またサーペンタイン状のガス流路に沿って不均一に増大することを確認した．また，NRは流路に沿ったフラッディングを確認した．SANS観測に対応して局部電池電圧を測定するために，私たちはシャント抵抗回路を組合せた分割電極セルを開発し，SANS測定と同条件でI-V試験を行い，各電極の電圧，電流密度，抵抗値をそれぞれ評価した．それらの結果とNR，SANSで得られた結果を比較することで加湿水，生成水による電解質膜の膨潤，流路へのフラッディングを電池局所の膜抵抗や発電特性を包括的に議論した．, The Society of Polymer Science, Japan
高分子論文集, 2013年03月, ［査読有り］ - Nanoscale structures of radiation-grafted polymer electrolyte membranes investigated via a small-angle neutron scattering technique
Sawada Shin-ichi; Yamaguchi Daisuke; Putra Ananda; KOIZUMI Satoshi; MAEKAWA Yasunari, Nature Publishing Group
Polymer journal, 2013年, ［査読有り］ - Magnetic ordering of spin systems having fractal dimensions,Experimental study
Eur. Phys. J. B, 2013年, ［査読有り］ - Hierarchical Structure Analysis of Graft-Type Polymer Electrolyte,Membranes Consisting of Cross-Linked Polytetrafluoroethylene by,Small-Angle Scattering in a Wide‑Q Range
Hiroki Iwase; Shin-ichi Sawada; Tetsuya Yamaki; Satoshi Koizumi; Masato Ohnuma; Yasunari Maekawa, Small-angle scattering in a wide-Q range (4 x 10(-3) to 1.5 nm(-1)) of polymer electrolyte membranes consisting of poly(styrenesulfonic acid) and cross-linked polytetrafluoroethylene (cPTFE-PEM) with various grafting degrees up to 36% was observed by focusing small-angle neutron scattering (FSANS), small-angle neutron scattering (SANS), and small-angle X-ray scattering (SAXS). The hierarchical structure of the PEM was characterized as being composed of conducting layers (graft domains) in lamellar stacks with 48-57 nm spacing on the surfaces of 480 nm diameter crystallites and ultrasmall structures with 1.7 nm correlation distance of the sulfonic acid groups in the conducting layers. The PEMs with grafting degrees less than 15% possessed only grafting domains in the amorphous layers of the lamellar stacks of cPTFE. An increase in the grafting degree up to 5% led to an increase in the lamellar spacing of 20%, while the lamellar spacing remained constant with grafting degrees above 5% because of crystalline restriction. Moreover, with grafting degrees of greater than 15%, grafting domains were phase separated from the cPTFE substrate and covered the crystallites with a diameter of 480 nm (the length of a crystallite is above the observed Q region (>1.6 mu m). The graft domains around the crystallites were connected with the adjoining domains; accordingly, the PEMs with a higher degree of grafting had conductivity higher than that of Nafion. Furthermore, in the SAXS measurement, the nano order internal structure (1.7 nm) corresponded to the distance between the sulfonic acid groups of the graft polymers in the conducting layers of the cPTFE-PEM. The nano order correlation distances of the sulfa groups, which cannot be observed in Nafion, should result in methanol and water crossover levels lower than those in Nafion., AMER CHEMICAL SOC
Macromolecules, 2012年, ［査読有り］ - Preirradiation Graft Polymerization of Styrene in a Poly(tetrafluoroethylene) Film Investigated by Time-Resolved Small-Angle Neutron Scattering
Hiroki Iwase; Shin-ichi Sawada; Tetsuya Yamaki; Yasunari Maekawa; Satoshi Koizumi, Preirradiation graft polymerization of styrene in a poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) film was examined by time-resolved small-angle neutron scattering (SANS). A crosslinked PTFE film, thickness of which is about 50 mu m, was irradiated by gamma-ray and immersed in a mixed solvent of styrene monomer and toluene. SANS elucidated that graft polymerization proceeds by two reaction processes (I) and (II). In process (I) at 0 < t < 200 min, graft polymerization occurs at an interface between crystalline and amorphous PTFE domains and the grafted polystyrene segregates from PTFE, forming a thin layer with a sharp interface. In process (II) at 200 < t < 600 min, grafted PS layer starts to bridge between crystalline domains. At the end of process (II), 40% of total crystalline PTFE domain is covered by the grafted PS chains., HINDAWI PUBLISHING CORPORATION
INTERNATIONAL JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, 2011年, ［査読有り］
MISC
書籍等出版物
講演・口頭発表等
- In-situ Observation of Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC) by Neutron Small-Angle Scattering with Contrast Variation by Using Deuterium Gas
SAS2012 (Sydney), 2012年11月22日, ［招待有り］ - In-situ Observation of Operating Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC) by Neutron Small-Angle Scattering - Contrast Variation by Using Deuterium Gas -
JCNS Workshop 2012 (Trends and Perspectives in Neutron Scattering for Soft Matter and Biophysics), 2012年10月08日
担当経験のある科目（授業）
共同研究・競争的資金等の研究課題
