| 研究課題/領域番号 |
19H02777
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
井上 正志 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80201937)
|
|---|
| 研究分担者 |
浦川 理 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (70273539)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 粘弾性 / 半屈曲性高分子 / 緻密からみ合い / 動的複屈折 / 配向緩和 / Morse理論 / 曲げモード / 応力光学則 |
|---|
| 研究実績の概要 |
今年度の研究では，ポリ-γ-ベンジル-L-グルタミン酸をモデル高分子として，動的粘弾性と動的複屈折測定を行った．その結果，希薄領域の粘弾性が，半屈曲性高分子に対するMorse理論により定量的に記述できることを明らかにした．さらに，流体力学的相互作用と位相幾何学的相互作用を考慮することで，有限濃度域での粘弾性も予測できることを示した．特に，半屈曲性高分子に特有な緻密からみ合い域の粘弾性においては，平坦弾性率に曲げモードが関与することを，動的複屈折測定により定量的に明らかにした．
次に，緻密からみ合い域の粘弾性をさらに詳細に検討するために，DNA水溶液を用いて動的粘弾性と動的複屈折測定を行った．濃度の増加とともに，曲げモードが弾性率に寄与し始め，応力光学則が成立しなくなることを明らかにし，さらに緻密からみ合い域の臨界濃度とKuhn長との関係を明らかにした．また，非線形粘弾性についても測定を行い，通常のからみ合い領域では、定常粘度はCox-Merz則に従うが，緻密からみ合い系では，定常粘度のせん断速度依存性が強くなること，また濃度の上昇とともに非線形性が大きくなることを明らかにした．さらに，高せん断速度での粘度成長関数には，応力オーバーシュートが共通して観察されることを明らかにした．
以上の成果をもとに，種々の高分子の粘弾性測定結果を調査し，からみ合い密度と分子構造の間には，Kuhn長で普遍的化できる関係が存在することを初めて実験的に示し，高分子の屈曲性とからみ合いの関係を明らかにした．従来の理論では，からみ合いにはパッキングレングスが重要である考えられていたが，実験結果はセグメントの二体相互作用が基本的なからみ合い生成の原理であることを示した．
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
