| 研究課題/領域番号 |
24340100
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
坂上 貴洋 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30512959)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 電気粘性効果 / レオロジー / 相分離 / エマルジョン |
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| 研究概要 |
流体混合系においては、構成する成分間の誘電率の差を用いることにより、外部から印加する電場により系の流動物性を変化させることが出来る。本研究では、この流体混合系における電気粘性効果を記述する基礎的な枠組みの構築を目指している。本年度は、昨年度までに導入した構成方程式の詳細な解析を行い、実験結果との比較と理論的側面の両面からその妥当性についての考察を行った。
具体的には、振動電場に対するシアストレスの動的応答において、シアレートの逆数程度の典型的な周波数域において、応答関数の虚部がピークを持ち、その少し高周波側において、実部が負のディップを持つことを示した。また、電場により、特徴的な時間、長さスケールが現れることを指摘し、上記の動的応答に見られる特徴は、電場による界面形状の異方性に起因することを明らかにした。これらの議論の副産物として、電場印加下での相分離ダイナミクスを考察し、無電場下で知られる流体系のドメイン成長則とのクロスオーバーを議論した。これらの成果は、現在、論文として投稿中である。
この現象における顕著な特徴は、実部の応答に負のディップが見られることであるが、この出現するメカニズムについては、シアストレスの電場に対する位相遅れの観点から議論を行った。このような動的応答における負のディップは、流体混合系に限らず、電気粘性効果を示す系において広く見られる現象であると期待されるが、その検証は、今後の課題である。また、強電場下における電場の効果解明も、今後の課題である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度に導入した構成方程式の解析を進め、流体混合系における電気粘性効果の動的応答についての一定の理解を得ることが出来た。実験結果との比較も行い、ドメインの変形という視点から、その特徴を明らかにすることが出来た。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度の研究で明らかにした流体系における電気粘性効果の特徴が、高分子溶液などの他の系においても見られるか考察する。これについて、抽象化したレベルでの一般的な議論に定式化することが出来るか模索する。また、電場が強い状況下での電気粘性効果の記述を目指す。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
研究補助として学術研究院を雇用している。そのための人件費を研究期間中に渡って確保するために、計画的に次年度使用額を残した。
研究補助員（学術研究院）の人件費。
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