応力歪下のアモルファス系の動力学的シミュレーション

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650881
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 岩田 一良 福井大学, 工学部, 教授 (00020230)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 光也 福井大学, 工学部, 助手 (40227179) ; 葛生 伸 福井大学, 工学部, 助教授 (70283158)
• Keywords: アモルファス / 高分子 / シリカガラス / からみ合い / 表面歪 / シミュレーション / 高分子結晶

Research Abstract

(1) 絡み合い濃縮系の力学的性質のシミュレーションによる研究
本研究グループでこれまで作成してきた、ゴム弾性および絡み合い系の分子運動のシミュレーションプログラムを、絡み合い濃縮系の応力計算に適用できるように修正し、絡み合い濃度の関数として、系の剛性率を計算した。このシミュレーションではbond-fluctuationモデルの環状高分子の永久絡み合い系(カテナ網目)を用いた。まだシミュレーションの予備的結果であるが、絡み合い濃度を2倍にすると剛性率は2.0倍に、4倍にすると6.2倍になるという結果を得た。これは、高分子結晶中のアモルファス相はメルトの状態とは大きく異なった力学特性を有しているという我々の仮説が正しいことを裏付けている。現在は、高分子の分子量は巨視的変形様式を変えて、さまざまなアモルファスの状態の力学的性質をシミュレーションで研究している。
(2) アモルファスシリカ系の分光学的およびシミュレーションによる研究
アモルファスシリカの構造を正確に反映させるために、SiとOの結合角を考慮したポテンシャルを取り入れたMDシミュレーションプログラムを作成し、動作確認を行った。一方また、シリカ表面の欠陥構造を調べるためにエキシマレーザを照射して発光を測定し、非架橋酵素(≡Si-O・)による1.9eVの発光と酸素空孔(≡Si…Si≡)による2.7eVの発光を観測した。更に低エネルギーイオンによるエッチングを行い、これらの発光が消滅することを見出した。これらの現象はシリカ表面の欠陥構造に由来すると考えており、今後、これを明らかにするためのシュミレーションを行う。