Developing Statistical Mechanics of Polymer Gels Based on Self-Avoiding Walk
| Project/Area Number |
22K13973
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
白井 伸宙 三重大学, 情報基盤センター, 助教 (20772081)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 高分子ゲル / 負のエネルギー弾性 / 自己回避ウォーク / 統計力学 / 厳密数え上げ |
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| Outline of Research at the Start |
近年、高分子ゲルの物性の新たな理解が進んでいる。その1つが均一な高分子網目を用いた系統的な実験で発見された、高分子ゲルの柔らかさに関係する負のエネルギー弾性である。本研究では負のエネルギー弾性を含む高分子ゲルに関する新規物性を統一的に理解するため、自己回避ウォークという高分子鎖の数理モデルをベースとした高分子ゲルの統計力学を構築することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度の状況報告書に記述した2つの研究の推進方策 (1. 負のエネルギー弾性を示すモデルの最小構成要素を探る、2. 自己回避ウォークの曲りやすさに関するエネルギー項を追加したモデルを用いて負のエネルギー弾性の効果が高分子鎖の局所的な特徴によってどのように変化するかを探る) について研究を進めた。
方策1に関する研究では、さらにモデルを単純化しても負のエネルギー弾性を示すことがわかり、負のエネルギー弾性の理論的理解を深めることができた。さらに 方策2に関する研究により、曲げエネルギーの効果を大きくしていくとエネルギー弾性の符号が負から正に変わることがわかり、ゲルを構成する高分子鎖を固くしていくと負のエネルギー弾性は失われることが示唆された。
令和4年度に出版した論文の内容および上述の新たな研究に基づき、令和5年度には3件の国際学会 (国内2件+海外1件)、2件の招待講演 (国内1件+海外1件)、1件の日本語解説記事執筆を行い、研究成果について国内外の研究者に向けて発信を行った。
これらの研究発表は互いに関係している。国内の国際学会で知り合った米国の研究者と研究について議論したところ、セミナー講師として招待され、米国の研究センターにて研究成果を発表し、同時に研究センターの研究者と自他の研究について詳細に議論する機会を得た。さらに、その後米国で開かれた国際会議ではセミナーで知り合った研究者を通じてさらに多くの研究者と交流することができ、研究成果の内容を海外の研究者にも共有することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度に出版した論文について研究発表を行い、研究の内容について国内外の研究者と議論する機会を得た。特にゴム弾性などの背景知識がある研究者に興味を持ってもらえることが多く、研究で得られた成果について一定以上の評価が得られた。研究成果に関する自身の理解および他の研究者との議論が進んだという点で「順調に進展している」と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は以下の2つの研究方針について取り組んだ。
1. 負のエネルギー弾性を示すモデルの最小構成要素の探究
2. 自己回避ウォークの曲りやすさに関するエネルギー項を追加したモデルの解析
この両方でゲルの弾性の新たな理解につながる知見が得られており、原著論文として発表する意義があると考えている。来年度以降では上記1に関する原著論文執筆を優先して進め、それに続いて2に関する論文にも取り組む予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
