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トポロジー効果を取り入れた高分子系の粗視化理論

研究課題

研究課題/領域番号 24654134
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関東北大学

研究代表者

川勝 年洋  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20214596)

連携研究者 大矢 豊大  東北大学, 大学院理学研究科, 研究支援者 (60735554)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード絡み合い高分子 / トポロジー / 自己無撞着場理論 / 環状高分子 / オリンピックゲル / ガウスの絡み合い数 / トポロジー不変 / 高分子濃厚系 / 粘弾性
研究成果の概要

高度に絡み合った高分子系の平衡構造と粘弾性特性を記述する自己無撞着場理論の開発を行った。任意の非平衡のボンド分布に対応した自己無撞着場理論の定式化するために、ボンド配向に対応するベクトル秩序パラメタおよびテンソル秩序パラメタを導入した。テンソル秩序パラメタの効果を摂動として自己無撞着ポテンシャルに繰り込んだ理論体系を構築し、絡み合ったブロック共重合体のメソフェーズの粘弾性特性の再現に成功した。次に、環状高分子の濃厚系に対して絡み目不変量を用いた自己無撞着場理論をシミュレートしたが、スキームの収束性が非常に悪いため、従来にはないベクトル場およびテンソル場の更新のアルゴリズムを提案するに至った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] A density functional theory of chiral block copolymer melts2013

    • 著者名/発表者名
      Shih-Hao Wang, Toshihiro Kawakatsu, Peilong Chen, and Chun-Yi David Lu
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 138 号: 19

    • DOI

      10.1063/1.4802963

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic pathways of sphere-to-cylinder transition in diblock copolymer melt under electric field2013

    • 著者名/発表者名
      Dung Ly, Marco Pinna, Takashi Honda, Toshihiro Kawakatsu, and Andrei Zvelindovsky
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 138 号: 7

    • DOI

      10.1063/1.4791639

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The density functional theory of chiral block copolymer melts2013

    • 著者名/発表者名
      Shih-Hao Wang, Toshihiro Kawakatsu, P. Chen, and C.-Y. David Lu
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ベクトルオーダーパラメーターを用いた自己無撞着場理論の応用2015

    • 著者名/発表者名
      大矢豊大,森井洋平,川勝年寛,岡部朋永
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学・早稲田キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] トポロジー効果を取り入れた高分子の自己無撞着場理論2014

    • 著者名/発表者名
      大矢豊大、森井洋平、川勝年洋
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋期大会
    • 発表場所
      中部大学・春日井キャンパス(春日井)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid field theories for complex domains in polymer/membrane systems2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kawakatsu
    • 学会等名
      Computational condensed matter: advances and challenges (CompMat2014) (Pre Symposium)
    • 発表場所
      Whitehaven, The Lake District, UK
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theories and Computer Simulations on Structure and Dynamics of Complex Fluids2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kawakatsu
    • 学会等名
      An International Winter School and Symposium on Statistical Mechanics and Simulation of Nonlinear Dynamics
    • 発表場所
      Changsha, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子と膜構造の粗視化モデルによるマルチスケールシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      川勝年洋
    • 学会等名
      13-6 ポリマーフロンティア21
    • 発表場所
      東京工業大学, 東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of complex domains in polymer-surfactant systems2013

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kawakatsu
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D & Materials Research (CC3DMR) 2013
    • 発表場所
      Jeju, South Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Field theoretic approaches to polymer/membrane systems2013

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kawakatsu
    • 学会等名
      International workshop on mesoscale dynamics on interface 2013
    • 発表場所
      Beihang University, Beijing, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hybrid field theories for complex domains in polymer-surfactant systems2013

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kawakatsu
    • 学会等名
      2013 Northeastern Asian Symposium on High Performance Computing Methods and Modeling
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子・界面活性剤系のハイブリッド・シミュレーション手法に基づく構造と物性予測2012

    • 著者名/発表者名
      川勝年洋
    • 学会等名
      2012年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会 合同討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 蔵前会館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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