2014 Fiscal Year Annual Research Report
ソフトマターにおける欠陥ダイナミックスとレオロジーの研究
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14J03111
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藪中 俊介 京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 非平衡 / レオロジー / 臨界揺らぎ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、主に、1. 希薄液晶高分子溶液中での剪断率プロトコルに依存したレオロジー応答の研究、2. 臨界流体中でのコロイドの吸着層のダイナミクスの研究、3. マランゴニ効果に起因した自己推進する液滴間の相互作用の研究を行った。
1. 近年、非平衡定常状態間の遷移に起因したカレントの幾何学的位相を用いた表現が研究されている。本研究では、この表現の粘弾性応答への応用を目指し、単純なレオロジー模型として希薄液晶高分子溶液を取り上げ、幾何学的位相の数値的な評価を行った。この結果は、剪断率の平均値がゼロでも、２次元のパラメータ空間である領域の周りを一周すれば、一般には、平均各速度、応力が生じる事を示している。この結果は、Shunsuke Yabunaka and Hisao Hayakawa, “Geometric pumping induced by shear flow in dilute liquid crystalline polymer solutions”, J. Chem. Phys. 142, 054903 (2015)に掲載されている。
2.臨界流体中でのコロイド系は長距離相互作用をし、結晶などの構造を作る事が古くから知られている。近年、相互作用の直接測定もなされている。本研究では、臨界流体中の２粒子の動的な時間発展を計算し、温度変化、粒子間力による接近により、２粒子の吸着層が架橋する場合の粒子間に働く力を計算した。その結果、架橋により、相関長よりも遥かに離れた粒子間にも強い力が生じる事を示した。この結果は、Softmatter誌に投稿し、現在査読中である。
3. 以前、マランゴニ効果に起因した自己推進する液滴のモデルを構築したが、東北大学の義永氏と共同で、このモデルで液滴同士の相互作用を解析的に導出した。数値計算も行い検証を現在行っている所である。
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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
研究計画に挙げた、経路依存した非線形レオロジーの理論を計画通り構築し、論文を掲載する事が出来ている。さらに、液晶コロイド混合系のレオロジーに関してもプログラムを既に構築しており、これから解析を行う段階にある。また、二元混合系中でのコロイドに関しても、２粒子間の吸着層の架橋の論文を投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までに計算プログラムを構築した、液晶コロイド混合系のレオロジーの数値計算結果の詳しい解析を行いたい。また、二元混合系中のコロイドの運動に関しても、引き続き研究を進める。具体的には、コロイド粒子の大きさに比べ、相関長が非常に長い場合の引きずり抵抗の計算を行いたい。
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