2020 Fiscal Year Annual Research Report
Contribution of Energy Elasticity in Gel Elasticity
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18H02027
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 崇匡 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70456151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片島 拓弥 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20759188)
赤木 友紀 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40782751)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高分子ゲル / エントロピー弾性 / 負のエネルギー弾性 / ゴム弾性 / ゲル弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲルは、ゼリー、豆腐などの食品や、ソフトコンタクトレンズ、止血剤など医療に活用される、ウェットでやわらかい物質である。ゲルから水を蒸発させたものがゴムです。ゲルとゴムのやわらかさは熱力学第二法則（エントロピー増大の法則）に基づくエントロピー弾性でおおむね説明できるというのが、１００年近く信じられてきた定説であった。それは、同様に三次元網目状の高分子からなるゴムに対する一連の研究によって、エントロピー弾性がゴムの弾性を記述できたと言う実験に基づく。すなわち、ゲルの弾性はゴムの弾性と類似であり、どちらもエントロピー弾性で記述できると言うのが一般的な理解とされてきた。本研究では、系統的に構造の異なるゲルを調整し、詳細な実験を行うことで、従来の仮説を覆し、ゲルは大きな負のエネルギー弾性を持つことを示した。その結果を元に、高分子ゲルの弾性を熱力学に立ち戻って理解した。その結果、負のエネルギー弾性は、ゲルの本質である溶媒と高分子の共存に由来していることが示された。すなわち、ゲル弾性はゴム弾性とは異なり、ゲルだけが持つユニークな特性であることが明らかになった。その結果を論文としてPhysical Review Xに発表した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
