計算機シミュレーションによるブロックコポリマーの形態の研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650797
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 波田野 彰 東京大学, 教養学部, 助手 (10012395)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野口 徹 東京大学, 教養学部, 助手 (90153444)
• Keywords: 高分子鎖の統計 / 計算機・シミュレーション / ブロック共重合体 / ラメラ相 / ジブロック共重合体

Research Abstract

鎖長が互いにほぼ等しいジブロック共重合体の集合体が示す、典形的な相であるラメラ相を前堤として、その相形成機構を明らかにするために計算機シミュレーションを行った.
はじめにジブロック共重合体の孤立鎖のブロック各々の重心間距離、末端間距離、分布関数、形態等について、相互作用の変化に対する挙動を、主に2次元系について調べ、ブロック鎖間の斥力相互作用変化に応じた形態変化、排除体積効果による膨潤の様子の知見を得た.つぎに集合体におけるラメラ構造に関して、ラメラ面(2次元では線)に垂直方向に折り畳み境界条件、平行方向には周期的境界条件を果たすことにより、層間の距離と相互作用の変化に対する上記の物理量の挙動を調べた.モンテカルロ法を用いた当初の方法でのシミュレーションからは強く分離した場合についての挙動が得られた(以上は秋の物理学会にて発表).
しかしその場合、たちまち分離が起こってしまい、統計的な挙動の詳細を知るためにはもう少し工夫が必要であることが分かった.自由エネルギーに於ける集合の密度による変化が僅かであることも分かり工夫が必要となる一因となった.これらのことから、次に単純に沢山の統計集団に対するシミュレーションを上記の改良を含めて試みた.その結果、ブロック鎖間の分離の様子はもっともらしいものとなり、また、相の安定条件も求められつつある(以上は研究会にて発表).しかしこれには計算時間を節約しなければならない.それには空間を相互作用間隔程度に分割する必要があり、その領域内のセグメント分布の状態に応じた複雑な分類が必要であり、現在そのプログラムを作成中である.これと当初の方法との組み合わせも計画中であり、星型高分子鎖の統計への適用も考慮中である.