|
互いに相溶しない2種類の高分子流体を混合すると単一の高分子流体には無い新たなレオロジー的性質が現れる。非相溶高分子間の誘電率と導電率の差が大きい場合に電圧の印加により粘度が瞬間的かつ可逆的に変化する電気粘性効果がその良い例であり、その制御は工業的に重要である。本研究の目的は非平衡状態において形成される非相溶混合流体の構造が電場の小さな変化に対してどのような応答(平衡系の線形応答に対応)を示すかを明かにすること、即ち動的構造のダイナミクスを明かにすることである。本研究では交流電場における「振幅変調法」を用いてある種の非相溶流体(液晶性ソフトマターを含む)における電場に対する応力応答を調べ、流れ中のドロプレット状態の場合にその緩和を定量的に測定することができた。液晶性ソフトマターを含む非相溶流体の緩和はデバイ緩和ではない非対称の形をとり、せん断応力と電場によるマクスウェル(Maxwell)応力との比が一定の場合、その緩和周波数はせん断速度に反比例する結果が得られた。これは非平衡状態におけるダイナミクスを理解するための重要な基礎的知見を与えるものである。また、誘電率・導電率・粘度・屈折率を制御した新しい高分子を合成することができた。このような材料を用いて新しい組み合わせのソフトマター混合流体を作製することから「振幅変調法」の測定と共焦点レーザー顕微鏡による構造観察をも同時に行う実験ができる。これにより物性パラメータが異なる系での構造形成およびそれに伴うレオロジー特性・ダイナミクスにおける類似性と相違点を明らかにすることが期待できる。
|
