スマートラボ・研究部門紹介Smart lab, Research department

次世代検出法スマートラボ

メンバー

YASHIRO Wataru 矢代 航 教授 本務：国際放射光イノベーション・スマート研究センター 兼務：多元物質科学研究所

YAMAMOTO Susumu 山本 達 准教授 本務：国際放射光イノベーション・スマート研究センター 兼務：多元物質科学研究所

研究概要

4D世界のフロンティアを開拓する

私たちは三次元（3D）＋時間という「4Dの世界」に生きていますが、マイクロメートルオーダー以下かつミリ秒オーダー以下の4D時空間領域には、最先端の計測テクノロジーでもアクセスできない広大な未知の世界が拡がっています。
本研究室では、X線などの高エネルギービームの量子性と、先端的なマイクロ・ナノファブリケーション技術、データサイエンス技術を駆使することにより、従来の限界を飛躍的に超える新たなイメージング技術を開発し、未開の4D世界の開拓に挑んでいます。
具体的には、以下の研究テーマに取り組んでいます。
・ミリ秒時間分解能4DＸ線トモグラフィの開発・応用（JST CREST (2017.10～2023.3)）
シンクロトロン放射光と最先端のデータサイエンス技術を駆使することにより世界に先駆けて、ミリ秒時間分解能のＸ線トモグラフィ（CT）に成功しています。

 

・Ｘ線エラストグラフィの開発（AMED先端計測分析技術・機器開発プログラム（2017.8～2020.3）、科研費（基盤研究（A））（2021.4～2024.3））
Ｘ線イメージングにより試料内部の弾性率の分布を高空間分解能で可視化する技術の開発を行っています。医療診断や機能性ソフトマテリアル研究への応用などが期待されています。

 

・Ｘ線光学素子の開発
先端的なマイクロ・ナノファブリケーション技術により、従来の限界を超えるＸ線イメージングを実現するための光学素子の開発を行っています。

 

・新たなモダリティの開拓
Ｘ線による表面・界面構造解析と、先端的なＸ線干渉計によるＸ線イメージング技術の融合により、表面・界面の構造パラメータの空間分布を可視化するなど、量子現象を利用した新たなモダリティの開拓にも挑戦しています。

可視光に対して不透明な物体の内部を三次元的に非破壊で観察する方法の時間分解能・空間分解能（W. Yashiro et al., Appl. Sci. 2021, 11, 8868）。

タイヤゴムの引張破壊過程のリアルタイム4DX線CT観察の例（時間分解能：10ミリ秒）（動画はこちら）。

スマートラボサイト