2022 Fiscal Year Annual Research Report
粗視化フラワーミセルモデルを用いた会合性高分子の構造形成とレオロジー
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19K05615
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古賀 毅 京都大学, 工学研究科, 教授 (80303866)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 会合性高分子 / フラワーミセル / レオロジー / シミュレーション / ゾル・ゲル転移 / 粗視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，これまで申請者が行ってきた会合性高分子の形成する物理ゲルの構造形成と粘弾性的性質に関する理論研究を拡張して新たな粗視化モデルを構築し，テレケリック会合性高分子水溶液が示す構造形成とレオロジー的性質，特にこれまで未解明であった濃度依存性の分子機構を解明することである．
２０１９年度は，「組み替え網目理論」をループ鎖の効果を取り入れて拡張し，ダングリング状態を遷移状態とみなして断熱近似によりダングリング鎖の自由度を消去し，末端基のミセルからの解離という最も遅いタイムスケールに注目した時間発展方程式を導出した．また，「組み替え網目理論」ではミセル間の相互作用は陽に取り扱わないので，フラワーミセルに対応したループ鎖を腕とする星型高分子の粗視化分子動力学シミュレーションを実行して，ミセル間相互作用を研究した．
２０２０年度は，前年度の結果に基づいて，粗視化ミセルモデルを構築を行い，プログラムの実装を行い，シミュレーションを実行可能とした．また，粗視化ミセルモデルを用いたシミュレーションの実行：粗視化ミセルモデルを用いたシミュレーションを行い，パーコレーション転移，線型・非線型レオロジー，ミセルの充填構造などに関する解析を行った．
２０２１年度は，高分子濃度を変化させた大規模な計算機シミュレーションを実行し，高分子濃度の変化によって引き起こされるゲル化に関して詳細な解析を行った．また，高分子の重合度の多分散性がゲル化機構に及ぼす影響についても計算し，実験結果との比較を行った．更に，ミセルが空間的に充填する高濃度領域まで計算を実行し，充填構造がレオロジー的性質に及ぼす影響について研究した．
２０２２年度は，粗視化ミセルモデルを用いたシミュレーションを実行し，ミセルの相分離，結晶化の研究を行った．
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