| 研究概要 |
高分子ゲルやエラストマーなどの高分子網目系ソフトマテリアルのダイナミクスを多様な変形モード下で調べ,応力(ひずみ)場効果の包括的な理解を目的とした.当該期間の研究により以下の1～3の成果を得た.
1.溶媒で高膨潤したソフトゲルの大変形挙動を多様な変形モード(等二軸伸長,純ずり,一軸伸長変形)下で調べた。高膨潤ゲルの二軸伸長測定は低弾性率による自重変形が障害となり、従来は全く行われていなかった。我々は浮力により自重変形をキャンセルできる液中二軸伸長装置を開発し、ソフトゲルの測定を行った。得られた結果より、一軸変形実験のデータのみに基づいた従来の推論が誤りであることを示し,実験結果を説明する現象論モデルを提案した。.
2.多様な変形モードを用いて、フィラー充填系エラストマーの大変形応力緩和挙動を調べた。古くから論争が続く応力に関するひずみ効果と時間効果の分離性の妥当性について,観察応力と平衡応力の差分に着目すると同分離性が成立することを見いだした。この発見は同材料の非線形粘弾性挙動を記述する構成方程式の構築に対して、重要な基礎的知見を与えるものである。
3.溶媒中で平衡膨潤状態にあるゲルに様々な変形モードでひずみを印加し,誘起される体積変化および応力緩和のひずみ依存性および変形モード依存性を明らかにした。特に初期長の2倍程度まで等二軸伸長すると、ゲルの体積は初期の約2倍にまで増加することがわかった。得られた実験結果を記述するモデルを構築した。
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