2007 Fiscal Year Annual Research Report
電荷・極性の関与するソフトマターの新しい相及びせん断の関与する非平衡現象の研究
| Project Area | Creation of non-equilibrium soft matter physics: Structure and dynamics of mesoscopic systems |
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| Project/Area Number |
18068012
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小貫 明 Kyoto University, 理学研究科, 教授 (90112284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八尾 誠 京都大学, 理学研究科, 教授 (70182293)
瀬戸 秀紀 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60216546)
山本 量一 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10263401)
金谷 利治 京都大学, 化学研究所, 教授 (20152788)
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| Keywords | ソフトマター / 相転移 / 非平衡 / せん断 / 電荷 / ガラス / 構造形成 / 分極効果 |
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| Research Abstract |
ソフトマターにおける相転移・構造形成においては電荷の効果とともに水分子などの強い分極効果が大きな役割を果たしているが充分研究されてはいない。
本研究は理論・シミュレーションによる解析(小貫・山本)と実験的解析(八尾・瀬戸・金谷)を有機的に組み合わせて実施した。以下に具体的な成果を示す。アモルファス状態のレオロジーはソフトな物質から硬い合金に至るまで広範囲に重要な未知の現象であり、その本質に迫るため、ガラス状態で大規模シミュレーションを実行した。さらにイオン液晶や極性の高い臨界溶液などの3次元シミュレーションの計画を進行中である。八尾グループでは、瀬戸グループでも取り扱っている水-アルコール混合系に塩を加えた系について、動的光散乱法(DLS)を用いて表面張力波の測定を行った。
なお、市販のDLS装置では、水平面内での散乱を測定するため、表面張力波の測定は不可能であるが、八尾グループでは、自作の装置を立ち上げてこれを可能にした(八尾)。メチルピリジンと水の系に塩を加えた場合に臨界点近傍で形成される巨大クラスター構造について、光散乱と中性子小角散乱を用いて調べた(瀬戸)。薄膜や細孔に閉じ込められた拘束系高分子ガラスはバルクガラスとは非常に異なる物性を示す。バルクガラス状態よりもはるかに大きな動的不均一性が異常物性の原因になっていること示した。問題解決のために、緩和時間の周波数分布、空間分布を定量的に評価し、動的不均一性を中性子反射率と中性子非弾性散乱測定により明らかにした(金谷)。
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