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高分子系における散逸構造とパターン形成の研究に関しては、これまでにポリスチレン(PS)/ポリブタジエン(PB)/フタル酸ジオクチル(DOP)溶液の重力方向に対して上部低温、下部高温の温度勾配を付与すると対流と相分離がカップリングした散逸構造が得られることが分かっている。この系の対流の発生要因は、Ludwig-Soret効果によりポリスチレンが低温側の試料上部に濃縮されることにある。Ludwig-Soret効果とは温度勾配により誘発される濃度勾配である。PS/PB/DOP溶液においてはPSの密度が最も高い。低温側の上部にPSが濃縮されると、溶液の上部と下部において密度の逆転が生じるため、対流が発生するのである。このように垂直方向に温度勾配を付与する場合、重力の影響を必ず被り、純粋に温度勾配の影響(Ludwig-Soret効果や相分離の自己組織化に与える影響)を調べることができない。そこで本研究では新しい試みとして、垂直ではなく水平方向に温度勾配を付与。この目的のため、位相差顕微鏡の下で横方向の温度勾配に注目した。セルを自前で開発し、厚み1mm、幅1mmの液体試料に対して横方向の直線的温度勾配を30℃まで高精度で付与するセルを開発することに成功した。このことは、液晶を用いた実験により確認した。すなわち、液晶の転移温度を挟んでそれより高温側と低温側の温度勾配を付与することによって、液晶/等方相の境界線が明確なかつ直線的に観察することができた。このセルを用いて、水平方向の温度勾配付与によるPS/DOP溶液、PB/DOP溶液ならびにPS/リン酸トリクレジル(TCP)溶液のSoret効果の定量分析を行なった。さらには、水平方向の温度勾配付与によるPS/PB/DOP溶液の階層性相分離構造の創出にも取り組んだ。
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