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高分子液体ダイナミクスの流動下でのクロスオーバー

研究課題

研究課題/領域番号 19654064
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関立命館大学

研究代表者

深尾 浩次  立命館大学, 理工学部, 教授 (50189908)

研究分担者 猿山 靖夫  京都工芸繊維大学, 大学院・工芸科学研究科, 教授 (50162532)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードガラス転移 / ガラス状態 / 非平衡状態 / 揺動散逸定理の破れ / 有効温度 / ノイズ解析 / 誘電測定 / メモリー効果
研究概要

乱れた系の現象を記述するためには平衡統計力学は不十分であり,揺動散逸定理(FDT)はガラスなどの系では一般に破れている.しかしながら,ガラスなどの乱れた系でも,温度の定義を拡張することにより,見かけ上FDTが成立することが示唆され,非平衡系の大きなテーマとして注目されている.本研究では過冷却液体状態にある高分子に対して外場の印加により,非平衡状態を実現し,そこでの揺動散逸定理の破れを振動回路のノイズのパワースペクトルを測定することにより実験的に検証することを最終目的にする.本年度は初年度問題となった点を克服するとともに、以下の述べる非平衡状態であるガラス状態とガラス転移近傍のダイナミクスについて調べた.
1. 平衡状態であるガラス状態での誘電測定に伴うノイズの取り扱いが重要であるとの認識のもとに、エイジングダイナミクスにノイズ解析を応用するR. Nigmatullin氏との共同研究を継続し、その成果については学術雑誌に投稿した。
2. ポリ2クロロスチレン(P2CS)のガラス状態でのエイジング過程で電気容量測定を行うことを通して、誘電感受率と体積の同時測定が可能であることを見い出した。これを用いて、誘電率と体積で観測されるメモリー効果・若返り効果の詳細を調べ、交流誘電率が明確な若返り効果を示す条件下でも、体積はほとんど若返り効果を示さないことを明らかにした。このことから、ガラス状態でのエイジング現象を支配する特性長が存在することが明らかとなった。
3. ガラス転移温度以上の「液体状態」にある高分子に対して、「流動」として、温度の変調をかけることにより、α緩和時間がどのようなレスポンスをするのかを調べた。その結果、α緩和時間の相関時間を実験的に評価することに成功した。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] Aging Phenomena in Thin Polymer Films Observed through Volume and Dielectric Susceptibility2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Daisuke Tahara
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings 1027

      ページ: 1309-1311

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Dielectric behavior of glass transition and dynamics in thin polymer Films2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Rheology, Japan 36

      ページ: 73-80

    • NAID

      10025542058

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分子のガラス転移とガラスダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      猿山 靖夫, 深尾 浩次
    • 雑誌名

      Netsu Sokutei 35

      ページ: 26-35

    • NAID

      10025612031

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glassy dynamics in thin films of polystyrene2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Hiroki Koizumi
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

      ページ: 21503-21503

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glassy dynamics in thin films of polystyrene2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao and Hiroki Koizumi
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crossover of aging dynamics in polymer glass:From cumulative aging to noncumulative aging2007

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao and Sinpei Yamawaki
    • 雑誌名

      Physical Review E 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glass Transition and alpha-Relaxation Dynamics of Thin Films of Labeled Polystyrene2007

    • 著者名/発表者名
      R.D.Priestley, L.J.Broadbelt, J.M.Torkelson, and K.Fukao
    • 雑誌名

      Physical Review E 75

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for the Molecular Scale Origin of the Suppression of Physical Aging in Confined Polymer: Fluorescence and Dielectric Spectroscopy Studies of Polymer-Silica Nanocomposites2007

    • 著者名/発表者名
      R.D.Priestley, P.Rittigstein, L.J.Broadbelt, K.Fukao, and J.M.Torkelson
    • 雑誌名

      J.Phys.:Condens.Matter 19

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aging effects on the thermal expansion coefficient and the heat capacity of glassy polystyrene studied with simultaneous measurement using temperature modulation technique2007

    • 著者名/発表者名
      Koji Takegawa, Koji Fukao, and Yasuo Saruyama
    • 雑誌名

      Thermochimica Acta 461

      ページ: 67-71

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] α過程ダイナミクスの温度依存性に関する速度論2009

    • 著者名/発表者名
      原田彰洋, 八尾春彦, 深尾浩次, 猿山靖夫
    • 学会等名
      日本物理学会 第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学、東京
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Glassy Dynamics in Polymer Glass Observed through Dielectric Susceptibility and Volume2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Daisuke Tahara
    • 学会等名
      JSPS Japan-France Bilateral Joint Seminar 2008 on "Frontiers of Glassy Physics"
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 年月日
      2008-11-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 電気容量測定を用いた高分子薄膜のエイジング現象2008

    • 著者名/発表者名
      田原大輔, 深尾浩次
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学、大阪市
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 誘電率, 体積を通して見た高分子ガラスのエイジング現象2008

    • 著者名/発表者名
      深尾浩次, 田原大輔
    • 学会等名
      日本物理学会 2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学、盛岡市
    • 年月日
      2008-09-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Glassy Dynamics in Thin Polymer Films : Memory and Rejuvenation Effects of Dielectric Susceptibility and Volume2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Daisuke Tahara
    • 学会等名
      5th International Conference on Broadband Dielectric Spectroscopy and Its Applications
    • 発表場所
      フランス共和国リヨン市
    • 年月日
      2008-08-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Aging Phenomena in Thin Polymer Films Observed through Volume and Dielectric Susceptibility2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Fukao, Daisuke Tahara
    • 学会等名
      The XVth International Congress on Rheology
    • 発表場所
      米国、モントレー市
    • 年月日
      2008-08-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Aging Phenomena in Polymer Glass Using Capacitance Measurements2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tahara, Koji Fukao, Hideyuki Nkanishi, Qui Tran-Cong-Miyata
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      Shiran-kaikan, 京都市
    • 年月日
      2008-06-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dielectric Relaxation of Polystyrene-silica Nanocomposite2008

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Takahashi, Koji Fukao
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      Shiran-kaikan, 京都市
    • 年月日
      2008-06-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ポリスチレン-シリカナノコンポジットの誘電緩和2008

    • 著者名/発表者名
      高橋秀併, 田原大輔, 深尾浩次
    • 学会等名
      第57回高分子年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 電気容量測定を用いた高分子ガラスのエイジング現象2008

    • 著者名/発表者名
      田原大輔, 中西英行, 宮田貴章, 深尾浩次
    • 学会等名
      第57回高分子年次大会
    • 発表場所
      パシフイコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2008-05-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ガラスの膨張率と熱容量の同時測定2007

    • 著者名/発表者名
      猿山 靖夫, 竹川 浩司, 深尾 浩次
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 誘電測定による高分子ガラスの非平衡緩和2007

    • 著者名/発表者名
      深尾 浩次
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Glass transition and dielectric relaxation of thin films of labeled polymers2007

    • 著者名/発表者名
      K.Fukao, A.Harada, R.D.Priestley, and J.M.Torkelson
    • 学会等名
      American Chemical Society 234th National Meeting
    • 発表場所
      Boston,MA USA
    • 年月日
      2007-08-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Glass transition and dielectric relaxation of thin films of labeled polymers2007

    • 著者名/発表者名
      K.Fukao
    • 学会等名
      Meeting the Challenges of the 21st Century-Novel Applications of Broadband Dielectric Spectroscopy, NATO Advanced Research Workshop
    • 発表場所
      Suzdal,Russia
    • 年月日
      2007-07-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ラベルした高分子薄膜のガラス転移とダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      深尾 浩次、R.D.Priestley
    • 学会等名
      第56回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      国立京都国際会議場、京都市
    • 年月日
      2007-05-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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