不均一場における相分離構造形成の数理モデリング手法の開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17656248
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 塚田 隆夫 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (10171969)
• Keywords: 不均一場 / 相分離 / 数理モデリング / その場観察 / レベリング

Research Abstract

不均一場(流動場・温度場・濃度場)における相分離構造形成に関する数理モデリング手法の確立を目指し、本年度は以下の点について検討した。
1.数理モデル化
(1)メゾスケールモデルの構築
流動の影響を考慮したCahn-Hilliardモデルに基づいた相分離過程の数値シミュレーションコードを開発し、多成分液膜層内相分離現象に及ぼす温度勾配並びに初期濃度勾配の影響について理論的に検討し、温度勾配下での相分離現象が初期濃度勾配によって大きく影響されることを明らかにした。
2.その場観察実験
(1)実験装置の整備・改良
溶媒蒸発を伴う高分子薄膜のレベリング過程(薄膜の表面形状の変化)をin-situ観察するための装置を整備、改良した。すなわち、試料である高分子/高分子/溶媒溶液をガラス基板に製膜した直後に、表面に微小なうねりを与え、通気乾燥下でその後の薄膜表面形状の経時変化を反射型干渉顕微鏡を利用して薄膜上部より計測するシステムを構築した。