| 研究課題/領域番号 |
12304021
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理学一般
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| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
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研究代表者 |
今井 正幸 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (60251485)
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| 研究分担者 |
中谷 香織 お茶の水女子大学, 理学部, 助手 (50323861)
太田 隆夫 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50127990)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2002年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2001年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | ソフトマター / モルフォロジー転移 / 前駆現象 / ラメラ相 / ジャイロイド相 / 揺らぎ / depletion相互作用 / マイクロエマルション / 複雑液体 / 相転移ダイナミクス / 棒状粒子 / 界面活性剤 / ラメラ / ジャイロイド / 小角X線散乱 / シミュレーション |
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| 研究概要 |
本基盤研究の目的は、複雑液体(ソフトマター)の示す、多様な秩序相間の相転移(モルフォロジー転移)のダイナミクスを解明することである。対象とするソフトマターのモルフォロジー転移としては、両親媒性分子およびブロック共重合体が示す秩序ナノ構造間のモルフォロジー転移を特にその前駆構造および中間構造に着目して研究を進め、新たな相転移キネティクスを明らかにした。さらにこの秩序-秩序転移のキネティクスを理論的に説明することにも成功した。一方、新しいタイプのモルフォロジー転移として、ソフトマター複合系でのモルフォロジー転移を取り上げた。これは、生体系ないしは工業製品が1種類のみのソフトマターで構成されている事はまれで、多くの場合は、数種類のソフトマターが複合されて構成されているので、そのような複合系でのモルフォロジー転移を明らかにする事を目的とした。具体的な研究成果は、以下に示す。
1)分子膜系の秩序-秩序転移のダイナミクス
ラメラ-ジャイロイド転移過程の前駆段階で観察される揺らぎの静的および動的構造を実験的に明らかにし、その振る舞いがラメラ構造の安定性解析から得られるLeast Stable Fluctuation Modesとして非常に良く説明できることを理論的に示した。また、ラメラ-ジャイロイド転移の中間構造であるロンボヘドラル相がシリンダー-ジャイロイド転移の中間構造としても観察されることから、ロンボヘドラル構造がジャイロイド構造のゲートウェイである可能性を示した。さらに太田らはジャイロイド構造からの秩序転移をモード展開の方法で詳細に調べた。
2)ソフトマター複合系におけるモルフォロジー転移
a)棒状粒子+高分子複合系
高分子鎖が誘起する棒状粒子のflocculationについて、高分子鎖の剛直性により、同じ分子量でもdepletion相互作用の大きさが2〜4桁以上も変わることを実験、理論の両面から明らかにした。また、flocculationの結果、形成される構造にも筏状結晶と繊維状結晶の2種類が存在することを明らかにした。
b)分子膜+高分子複合系
界面活性剤・水・油の3成分系が形成するナノ球状膜(マイクロエマルションドロプレット)の中に高分子鎖を閉じ込めた場合、その閉じ込めの強さ(高分子鎖の大きさと球状ドロプレットのサイズの比)により、球状膜からシリンダー状膜にモルフォロジー転移することを実験的に見いだし、スケーリング即を用いた理論によりそのモルフォロジー転移を説明した。
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