| 研究実績の概要 |
本研究は配向/伸長状態における高分子の分子摩擦を調べることを目的として行なっている．種々の高分子液体は成形加工時や利用時に分子の緩和よりも速い流れ（高速流動）にさらされる．よって高分子材料開発にはそこでの分子運動の理解が重要である．我々は近年，高速流動下での配向/伸長状態で分子摩擦が大きく減少する場合があることを発見している．これは未知の非線形現象で，高分子ダイナミクスの記述の根幹に関わる．本研究では流動実験とシミュレーションを組み合わせて現象を分子論的に理解することを目論んだ．
昨年度までにポリスチレン(PS)，ポリイソプレン(PI)，ポリノルマルブチルアクリレート(PnBA)の解析（Macromolesules 47 (19), 6768-6775 (2014)），長鎖分岐があるPS（Macromolecules 47 (10), 3511-3519 (2014)），分子量分布があるPS（Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences, 2, 11-24 (2015)），の解析を行っており，それぞれPnBAにおける特異な挙動の発見，および分岐高分子特有の緩和機構の発現，分子量が小さい分子による分子摩擦の低下の阻害の発見を確認した．
本年度は昨年度までの成果として得られた摩擦低下機構を取り入れたシミュレーションの適用範囲を調べるべく，オーストラリアのモナシュ大学との共同研究により，多段階の伸長流動場におけるPS分子の挙動の再現と解析を試みた（Macromolecules, 50 (1), 386-395 (2017)）．１段階の流動場では従来と同じく実験結果を良好に再現したが，多段階の場合は予測が実験から外れており，さらに複雑な分子機構の存在が示唆された．この分子機構の原因を探るべく，分子間の運動の相関を種々の系で調べる（Macromolecules, 49 (23), 9258-9265(2016)）などの研究を行なったが，詳細を解明するには至らなかった．
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