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ナノ粒子分散高分子系における流動誘起ゲル化の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25410224
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 高分子・繊維材料
研究機関京都大学

研究代表者

古賀 毅  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80303866)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード流動誘起ゲル化 / 会合性高分子 / 分子動力学シミュレーション / シア・シックニング / コンホメーション転移 / レオロジー / ナノ粒子 / 組み替え網目理論 / シミュレーション / クレイ / ゲル化 / 剪断流 / コロイド分散系 / 分子動力学 / クレイ粒子 / 高分子
研究成果の概要

本研究課題では,申請者が発展させてきた「組み替えネットワーク理論」と分子動力学(MD)シミュレーション法をナノ粒子が分散した高分子系に適用し、流動誘起ゲル化,及びそれに伴う劇的なシア・シックニング現象の分子機構を解明した.特に,球状粒子と複数の会合基を有する会合性高分子の混合系の流動誘起ゲル化の再現に成功した.シミュレーション結果の解析により,ニュートン領域では高分子鎖のほとんどが孤立して存在しており,剪断流の大きくなるとともに分子内会合から分子間会合へのコンホメーション転移が起きてネットワーク形成が促進され,これにより粘性増大現象(シア・シックニング)が起こることが分かった.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Shear-induced Network Formation in Colloid/Polymer Mixtures:A Molecular Dynamics Study2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Koga and Chen Li
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Rheology, Japan

      巻: 42 ページ: 123-127

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Microrheological study of associating polymers with multiple stickers having variable lifetimes in solutions and gels2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ozaki, Tsutomu Indei, Tsuyoshi Koga and Tetsuharu Narita
    • 学会等名
      International Symposium on Rheology 2015
    • 発表場所
      Kobe(Japan)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 濃厚ポリマーブラシの潤滑性に関する分子シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      岡本寛史,古賀毅
    • 学会等名
      第63回レオロジー討論会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 四分岐高分子からなるゲルの構造形成と力学物性に関する分子シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      田中碩樹,古賀毅
    • 学会等名
      第63回レオロジー討論会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合性超分子ブロック共重合体の相分離ダイナミクスの計算機シミュレーションII2015

    • 著者名/発表者名
      有村崚,古賀毅
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス( 宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 四分岐高分子からなるゲルの構造と力学物性に関する分子シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      田中碩樹,尾﨑弘人,棚橋耕太郎,古賀毅
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水素結合性超分子ブロック共重合体の相分離ダイナミクスの計算機シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      有村崚,古賀毅
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Structure Formation and Rheology of Associating Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Koga
    • 学会等名
      The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DSAによるブロック共重合体の構造形成過程の計算機シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      成山穂奈美,古賀毅
    • 学会等名
      第58回日本学術会議材料工学連合講演会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] スライドリングゲルの溶媒透過性の分子シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      棚橋耕太郎,古賀毅
    • 学会等名
      第62回レオロジー討論会
    • 発表場所
      福井市地域交流プラザ(福井県福井市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 架橋構造が制御された物理ゲルのネットワーク形成と力学物性の理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      尾﨑弘人,古賀毅
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学 文京キャンパス(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] スライドリングゲルの溶媒透過性の分子シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      棚橋耕太郎,古賀毅
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学 文京キャンパス(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] コロイド/高分子混合系における剪断誘起ゲル化とシア・シックニング2014

    • 著者名/発表者名
      古賀毅
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 円盤状クレイ/高分子混合系における剪断流動による構造変化とゲル化2013

    • 著者名/発表者名
      藤﨑研志,古賀毅
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] スライドリングゲルの二軸伸張の分子シミュレーションと理論解析2013

    • 著者名/発表者名
      棚橋耕太郎,古賀毅
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] DSAによるブロック共重合体の構造形成過程の計算機シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      成山穂奈美,古賀毅
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] スライドリングゲルの二軸伸張の分子シミュレーションと理論解析2013

    • 著者名/発表者名
      棚橋耕太郎,古賀毅
    • 学会等名
      第61回レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学 工学部(米沢キャンパス)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure Formation and Rheology of Associating Polymers and Gels2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Koga
    • 学会等名
      KIPS-ESPCI Workshop on Polymer Science 2013
    • 発表場所
      ESPCI ParisTech, Paris, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Statistical Thermodynamic Theory of Heat-induced Gelation and Crosslinked Structure of Methylated Polyrotaxanes in Water2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kojima, Tsuyoshi Koga
    • 学会等名
      KIPS-ESPCI Workshop on Polymer Science 2013
    • 発表場所
      ESPCI ParisTech, Paris, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] ゲルテクノロジーハンドブック2014

    • 著者名/発表者名
      中野義夫,岡野光夫,古賀毅,今野幹男,斎藤恭一,迫原修治,鈴木淳史,清田佳美,竹下健二,田谷正仁,長尾大輔,長瀬健一,長嶺信輔,原一広,廣川能嗣,吉田亮
    • 総ページ数
      835
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 高分子 Vol.632014

    • 著者名/発表者名
      古賀毅
    • 総ページ数
      871
    • 出版者
      高分子学会
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] ブロック共重合体の自己組織化技術の基礎と応用2013

    • 著者名/発表者名
      古賀毅(共著)
    • 総ページ数
      231
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発2013

    • 著者名/発表者名
      古賀毅(共著)
    • 総ページ数
      552
    • 出版者
      (株)技術情報協会
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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