高分子電解質の分子レオロジー:電気流体力学相互作用とその多体効果

• 研究課題/領域番号: 22740275
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 名嘉山 祥也 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (10422982)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 化学物理 / 計算物理 / 表面・界面物性 / 流体工学 / 物性理論

研究概要

高分子電解質は,小さな溶液分子(nm以下)の流体中に巨大な荷電高分子(1-100 nm)が分散した系である.このような巨大分子分散系のレオロジー(流動と抵抗力の関係およびその分子運動メカニズム)を予測するための,直接数値シミュレーションの方法を開発した.本方法では,電気流体力学相互作用と熱ゆらぎの相互作用が物理的に正しく考慮され,分散粒子のブラウン運動を定量的に予測することができる.開発した方法は,マイクロ流体工学やバイオ化学工学など,微小空間・濃厚分散系の非平衡ダイナミクス現象に有効である.

研究成果

• [雑誌論文] Capturing the Efficiency of a Melt-Mixing Process for Polymer Processing (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihisa Kajiwara and Yasuya Nakayama
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: Vol.44, No.11 ページ: 831-839
  • NAID: 10031134164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melt-Mixing by Novel Pitched-Tip Kneading Disks in a co-rotating Twin-Screw Extruder (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama, Eiji Takeda, Takashi Shigeishi, Hideki Tomiyama, Toshihisa Kajiwara
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: Vol.66, No.1 ページ: 103-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melt-Mixing by Novel Pitched-Tip Kneading Disks in a co-rotating Twin-Screw Extruder (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, E.Takeda, T.Shigeishi, H.Tomiyama, T.Kajiwara
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: 66 号: 1 ページ: 103-110
  • DOI: 10.1016/j.ces.2010.10.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Capturing the Efficiency of a Melt-Mixing Process for Polymer Processing (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kajiwara, Y.Nakayama
  • 雑誌名: JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 巻: 44 号: 11 ページ: 831-839
  • DOI: 10.1252/jcej.11we081
  • NAID: 130000772092
  • ISSN: 0021-9592, 1881-1299
  • 査読あり
• [雑誌論文] コロイド分散系の移動現象のための直接シミュレーションの開発: Smoothed Profile法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也, 金鋼, 山本量一
  • 雑誌名: 計算工学講演会論文集 巻: 15号
  • NAID: 40019570467
• [雑誌論文] Quantifying mixing : a measure of inhomogeneity in multiple scales (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, T.Kajiwara
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on Process Intensification in Fluid and Particle Engineering ページ: 68-19
• [雑誌論文] Direct Simulation for Transport Phenomena of Colloidal Dispersions : Smoothed Profile Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, K.Kim, R.Yamamoto
  • 雑誌名: Proceedings of International Workshop on Process Intensification in Fluid and Particle Engineering ページ: 89-90
  • NAID: 40019570467
• [雑誌論文] コロイド分散系の移動現象のための直接シミュレーションの開発:Smoothed Profile法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也, 金鋼, 山本量一
  • 雑誌名: 計算工学講演会論文集
  • NAID: 40019570467
• [学会発表] Fluctuating colloidal hydrodynamics using smoothed profile method : equi-partition law (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama
  • 学会等名: Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] コロイド分散系のダイナミクス:ゆらぐメソスケールの直接数値計算の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也
  • 学会等名: 第1回CSJ化学フェスタ-2011世界化学年記念大会-
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] コロイド分散系のダイナミクス:ゆらぐメソスケールの直接数値計算の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也
  • 学会等名: 第1回CSJ化学フェスタ-2011世界化学年記念大会-
  • 発表場所: 早稲田大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Fluctuating colloidal hydrodynamics using smoothed profile method : equi-partition law (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama
  • 学会等名: The 2nd international symposium on" Multi-scale Simulations of Biological and Soft Materials
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Fluctuating colloidal hydrodynamics using smoothed profile method : equi-partition law (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama
  • 学会等名: The 2nd international symposium on "Multi-scale Simulations of Biological and Soft Materials" (MSBSM 2011)
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Quantifying mixing : a measure of inhomogeneity in multiple scales (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama and Toshihisa Kajiwara
  • 学会等名: Polymer Processing Society 27th Annual Meeting
  • 発表場所: Marrakech, Morocco
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] Direct Simulation for Transport Phenomena of Colloidal Dispersions : Smoothed Profile Methods (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, K.Kim, R.Yamamoto
  • 学会等名: Polymer Processing Society 27th Annual Meeting
  • 発表場所: Marrakesh, Morocco
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] Quantifying mixing : a measure of inhomogeneity in multiple scales (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, T.Kajiwara
  • 学会等名: Polymer Processing Society 27th Annual Meeting
  • 発表場所: Marrakesh, Morocco
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] Direct Simulation for Transport Phenomena of Colloidal Dispersions : Smoothed Profile Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, K.Kim, R.Yamamoto
  • 学会等名: IWPI-2010 (International Workshop on Process Intensification in Fluid and Particle Engineering)
  • 発表場所: Kyushu University INAMORI International Hall
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Melt-Mixing by Pitched-Tip Kneading Disks in a Twin-Screw Extruder (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Yasuya, Takeda Eiji, Kajiwara Toshihisa, Shigeishi Takashi, Tomiyama Hideki
  • 学会等名: PPS-26 （The polymer processing society 26th annual meeting）
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2010-07-04
• [学会発表] コロイド分散系の移動現象のための直接シミュレーションの開発: Smoothed Profile法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也,金鋼,山本量一
  • 学会等名: 第15回計算工学講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] コロイド分散系の移動現象のための直接シミュレーションの開発:Smoothed Profile法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 名嘉山祥也, 金鋼, 山本量一
  • 学会等名: 第15回 計算工学講演会
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂
  • 年月日: 2010-05-28
• [図書] Chapter 8 Computer Simulations of Charged Colloids: 1. Mesoscopic Modeling in Electrical Phenomena at Interfaces and Biointerfaces:Fundamentals and Applications in Nano-, Bio-, and Environmental Sciences (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuya Nakayama, Kang Kim, and Ryoichi Yamamoto
  • 出版者: Wiley-Blackwell
• [図書] Chapter 9 Computer Simulations of Charged Colloids: 2. Electrophoresis and Sedimentation in Electrical Phenomena at Interfaces and Biointerfaces: Fundamentals and Applications in Nano-, Bio-, and Environmental Sciences (2012)
  • 著者名/発表者名: Kang Kim, Yasuya Nakayama, and Ryoichi Yamamoto
  • 出版者: Wiley-Blackwell
• [図書] Electrical Phenomena at Interfaces and Biointerfaces : Fundamentals and Applications in Nano-, Bio-, and Environmental Sciences edited by Hiroyuki Ohshima Chapter 8 Computer Simulations of Charged Colloids : 1. Mesoscopic Modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakayama, K.Kim, R.Yamamoto
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: Wiley-Blackwell
• [図書] Electrical Phenomena at Interfaces and Biointerfaces : Fundamentals and Applications in Nano-, Bio-, and Environmental Sciences edited by Hiroyuki Ohshima : Chap.9 Computer Simulations of Charged Colloids : 2. Electrophoresis and Sedimentation (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Kim, Y.Nakayama, R.Yamamoto
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: Wiley-Blackwell