2006 Fiscal Year Annual Research Report
高分子メソスコピック構造の転移キネテックス-ジャイロイド構造を中心にして-
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16340123
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
太田 隆夫 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (50127990)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 博一 京都大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60127123)
野々村 真規子 広島大学, 大学院理学研究科, 助手 (20333320)
今井 正幸 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (60251485)
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| Keywords | メソスコピック構造 / ジャイロイド相 / 水・界画活性剤系 / モード展開法 / ラメラ構造 |
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| Research Abstract |
高分子共重合体を対象にした実験(長谷川)、水・界面活性剤系を対象にした実験(今井)と理論グループ(太田・野々村)が共同で以下の研究を行った。太田・野々村はメソスコピック構造に対して多重モード展開を適用して構造転移の基本的性質、特に、ソフトマター系で最大の特徴的構造であるジャイロイド相の形成と安定性に関する数値シミュレーションと理論解析を行った。
高分子共重合体のミクロ相分離構造の静的動的性質および、構造間転移のキネテックスに関する理論的研究を行った。モード展開法によって得られた新しい結果は以下の通りである。
(1)2元共重合体として、BCC球構造、ヘキサゴナル円柱構造、ジャイロイド構造、ラメラ構造が安定な構造として得られ、さらに、Fddd構造も熱平衡安定構造であることを確認した。穴あきラメラ構造は準安定であることを示した。
(2)ジャイロイド構造の弾性定数を解析的に計算し、数値的に得られていた結果と比較した。
(3)構造転移のキネテックスでは共連結キュービック構造であるジャイロイドと、一軸異方性のラメラ構造の間の転移では途中に、共連結一軸性構造であるFddd構造を準安定状態として経由することが明らかとなった。
これらの結果は共同研究者である長谷川、今井の実験と密接な関係があることを強調する。まず、熱平衡Fddd構造の存在は長谷川らによって2元共重合体のX線散乱実験で観測されている。さらに、転移の中間構造としてのFddd構造の出現も長谷川らによって世界で初めて確認された。この実験は2元共重合体メルトに対するものであるが、今井の実験系である水・界面活性剤では転移のキネテックスはかなり様相が異なることが明らかとなった。
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