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ソフトマター界面のメソスケールレオロジーの理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540431
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関公益財団法人豊田理化学研究所

研究代表者

土井 正男  公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー (70087104)

研究期間 (年度) 2012
研究課題ステータス 中途終了 (2012年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードソフトマター界面 / 接触線 / 粘着・剥離 / 高分子溶液の乾燥 / スキン層 / 気泡生成 / 濡れ・脱濡れ転移 / 粘弾性
研究概要

印刷・塗布・乾燥などの工業プロセスにおいて、ソフトマターの界面や接触線近傍の微小領域におけるレオロジー現象は極めて重要である。本研究では、界面近傍で起こるレオロジー現象をソフトマターのミクロ構造と結びつけて理解することを目的とする。平成24年度は以下に述べる研究成果を挙げた。
(1)粘着剤やゴムなどの高分子弾性体と基板界面で見られる粘着、剥離現象:対称な平行基板にはりつけた両面テープを平行に引き離した時の粘着剥離の様子を観察し、剥離における中芯の影響について理論的な解析を行い、剥離エネルギーを最大にするには、適度な曲げ弾性を持つことが必要であることを示した。
(2)高分子溶液の乾燥にともなうスキン層の影響:シャーレの中に置かれた高分子溶液が乾燥するとき、溶液表面にスキン層と呼ばれる膜ができることがある。スキン層ができると、内部に泡が生成されることがしばしば観察されるがその原因についての詳しい研究話。本研究では、乾燥にともなう泡の成長と高分子溶液内部の圧力変化の測定から、泡が溶液に溶けている空気によるものであることを示した。
(3)粘性流体から基板を引き上げた時、一定速度以上では、流体は完全に基板を濡らすことが知られているが、我々は、ある種の粘弾性流体においては、臨界速度を超えると逆に脱濡れが起こることを見出した。この現象についての理論的な仮説を提示し、臨界速度の見積もりを行い、仮説の正当性を検証した。

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electro-mechanical coupling in ionic gels2013

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi, Katsunori Takahashi, Takashi Yonemoto, Tatsuya Yamaue
    • 雑誌名

      Reactive & Functional Polymers (掲載確定)

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skin formation and bubble growth during drying process of polymer solution2012

    • 著者名/発表者名
      Shun to Arai, Masao Doi
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. E

      巻: 35 ページ: 571-9

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition of rolling behavior of viscoelastic fluid in a rotating cylinder2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sumino, Hiroki Shibayama, Tetsuo Yamaguchi, Tadashi Kajiya, Masao Doi
    • 雑誌名

      Phys Rev E

      巻: 85 ページ: 463071-6

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetry-symmetry transition of double-sided adhesive tapes2012

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Yamaguchi, Hiroyuki Muroo, Yutaka Sumino, Masao Doi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 85 ページ: 618021-6

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Contact line dynamics in polymer rheology2013

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      IWEAYR8
    • 発表場所
      Metropole hotel, Puhket Thai(招待講演)
    • 年月日
      2013-01-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Onsager's Variational Principle in Soft Matter Dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      Workshop at Newton Institute on symmetry, bifurcation and order parameters
    • 発表場所
      Newton Institute, Cambridge(招待講演)
    • 年月日
      2013-01-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Modeling the drying process of a droplet of polymer solution on a substrate2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      5th International Synposium on Advanced Engineering Materials
    • 発表場所
      Loiser hotel Toyohashi(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electro-mechanical coupling in ionic gels, Masao Doi2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      GelSympo2012
    • 発表場所
      Tsukuba International Conference Hall(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Skin Formation and Bubble Generation in the Drying Process of Polymer Solutions2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      Chinese soft matter group meeting
    • 発表場所
      Guiyang, Guizhou, China(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Onsager's variational principle on soft matter rheology, Masao Doi2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      International Congress of Rheology
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Dynamical coarse graining - principle and applications2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 学会等名
      KITP conference, Modeling soft matter
    • 発表場所
      Kavli Institute of Theoretical Physics、UCSB(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Onsager's variational principle in soft matter dynamics in "Non-Equilibrium Soft Matter Physics" ed by S. Komura and T. Ohta2012

    • 著者名/発表者名
      Masao Doi
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www/toyotariken.jp/fellow_now/doi.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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