1991 Fiscal Year Annual Research Report
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01550012
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
木村 初男 名古屋大学, 工学部, 教授 (60023032)
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| Keywords | 棒状分子系の秩序状態 / スメクティックA相 / AAA積層六方晶相 / コラムナ-相の安定性 / 第3ビルアル近似 / 排除体積効果 |
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| Research Abstract |
方位の揃った剛体円柱状分子系に於いては、1次元の周期的構造をもって配位した液晶のスメクティックA相が分子間排除体積効果によって安定化され、ネマテイック相からスメクテイックA相への2次の濃度相転移が起こることが、前年度までの研究で明らかにされた。今年度は更に濃度を高めたとき、2次元周期を持ったコラムナ-液晶相や3次元周期の結晶相も、排除体積効果によって熱力学的に安定な相として実現し得るかどうかを、引き続き第3ビリアル近似によって理論的に検討した。その結果此の系での熱力学的安定相は、体積分率0.355以下では周期性の無いネマテイック相、0.355〜0.39ではスメクテイックA相、0.53以上では結晶(AAA積層六方晶)相であり、0.39〜0.53ではスメクテイックA相と結晶相が共存することが結論された。共存領域でのスメクテイックA相の層間隔1は1.35L,結晶相の格子定数はa=1.26D,c=1.35Lである(L,Dは分子の長さと直径)。また、2次元周期のコラムナ-相は、熱力学的安定相ではないが、体積分率0.47以上ではネマテイック相よりも安定となることが示された。これらの結果、オランダのFrenkelらによる最近の1080分子系についての計算機シミュレ-ションと定性的に良く一致した。実験との比較では、Meyerらによるタバコモザイクビ-ルス水溶液でのスメクテイックA相や結晶相の観察と良く対応した。一方、LivolantらによってDNA水溶液で観察されたコラムナ-相は、実験系におけるDNA分子の長さにばらつきが存在するため、スメクテイックA相や結晶相のような長さ方向に周期をもった構造が禁じられ、準安定相としてのコラムナ-相がネマテイック相(DNAではコレステリック相)からの相転移で現れたものと考えられる。これらの結果から、棒状分子系での周期的秩序発生に対して、分子間斥力による排除体積効果が本質的に重要な役割をしていることが確かめられた。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] 木村 初男: "棒状高分子の新規な液晶形成" 高分子. 40. 198-201 (1991)
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[Publications] Atsushi Mori: "The Columnar Liquid Crystalline Phase in the System of Perfectly Aligned Rigid Molecules" J.Phys.Soc.Jpn.60. 2888-2895 (1991)
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[Publications] Atsushi Mori: "Stability of Columnar Phase and Smectic AーCrystalline Phase Transition in the System of Porallel Identical Hard Rods" J.Phys.Soc.Jpn. (1992)
