| 研究課題/領域番号 |
20K03876
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
|
|---|
| 研究機関 | 山形大学 |
|---|
研究代表者 |
瀧本 淳一 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50261714)
|
|---|
| 研究分担者 |
SUKUMARAN S.K. 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (70598177)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | からみあい / 分子動力学シミュレーション / 摩擦低減 / スリップ・リンクモデル / 高分子レオロジー / 絡み合い / 絡み合い高分子 / レオロジー / 界面スリップ / プリミティブパス / スリップリンクモデル / 絡み合い抽出 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
高分子を種々の形に成形加工する際、材料のレオロジー（外力と流動・変形の関係）が加工の成否と加工し易さを決定する。高分子の分子量やその分布、枝分かれ構造などからレオロジーを予測する粗視化手法（分子鎖間の絡み合いだけを考慮するスリップリンクモデル）があるが、実験と一致しない場合もある。このモデルを、よりミクロなレベルでの分子動力学シミュレーションと絡み合い抽出の手法で基礎付け、改良することを目的とする。
|
| 研究成果の概要 |
高分子液体中では、分子鎖間の絡み合いのため非常に遅い運動が生じるため、そのシミュレーションには長時間を要する。そこで絡み合い相互作用だけを抽出したスリップリンク（SL）モデルが、我々を含め複数の研究者により提案されている。このモデルを、特に高速流動下において基礎付けるため、より高精度だが計算量の多い分子動力学シミュレーション(MD)を行った。ずり流動下での分子鎖の回転周波数はSLとMDで一致し、流動下でもSLモデルの基本的仮定が使えることを確認した。また、SLモデルに追加すべきと提案されている流動下での摩擦低減についても調べ、ずり流動下では摩擦低減だけでは不十分な可能性が高いことを示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分子材料は、殆どの場合、溶融状態において成形加工されて製品となる。成形加工性を向上することは、高分子材料の利用範囲を広げるだけでなく、使用料の削減や、リサイクル性の向上にも結びつく。この成形性に最も影響するのが材料のレオロジー（どのよう流動・変形によりどんな力が発生するか）である。しかし、レオロジーの分子動力学シミュレーションに予測は長時間の計算を要するため、絡み合い相互作用のみを抽出したスリップ・リンクモデルが、我々を含め複数の研究者により提案されている。このモデルを、特に高速流動下にも使える様にするための改良（流動による分子鎖の伸長・配向による摩擦低減など）に関する情報を得た。
|
