| 研究課題/領域番号 |
26400395
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| 研究機関 | 奈良女子大学 |
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研究代表者 |
狐崎 創 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (00301284)
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| 研究分担者 |
中原 明生 日本大学, 理工学部, 教授 (60297778)
大信田 丈志 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50294343)
松尾 洋介 日本大学, 理工学部, 研究員 (40611140)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 物性基礎論 / 非線形動力学 / レオロジー / 乾燥破壊 / 記憶効果 |
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| 研究実績の概要 |
固体微粒子と液体を混ぜたペーストでは、短時間水平加振されて降伏応力以上の歪み変形が加わると、乾燥後に加振方向に垂直な方向に亀裂が優先的に現れる、いわゆる「揺れの記憶効果」が知られている。これは研究分担者の中原、松尾によってペーストの記憶効果の最初の事例として実験的に発見され、研究分担者の大信田、連携研究者の大槻らによって現象論的な連続体理論が提案されたが、ペースト内で「記憶」を担う構造はまだ未解明である。
本研究では、乾燥破壊が生じる以前にペーストに異方性があることを(1)マクロな応力測定と、(2)マイクロフォーカスX線CTを用いたミクロな観察、の２種類の実験で確認することに成功した。(1)の測定では、複数の板バネを取り付けた容器に炭酸カルシウムペーストを入れ、レーザー変位計で板バネの変位をモニターすることで、水平方向の応力に初期の加振に垂直な方向と水平な方向で差が現れ、その差が乾燥とともに拡大することを見つけた。(2)ではまず粒子が概ね球状でサイズが大きい澱粉ペーストと石松子のペーストでも、炭酸カルシウムペーストと同様に揺れの記憶効果が現れることを見出し、そのうち石松子のペーストについて、サンプルの作成方法と造影剤を工夫してX線CTで粒子配列を撮影した。観察された石松子の粒子配列には、初期の加振方向に依存した統計的な異方性があり、(1)で測定された応力異方性の符号と整合することがわかった。
これまでペーストの記憶効果は、乾燥亀裂の方向によってしか実験的に確認できなかったため、これらの成果は記憶のメカニズムの解明に重要な手掛かりになると期待している。(1)の成果は論文にまとめ既に公表済みである。(2)の成果は学会、国際学会等で報告済みで、論文は現在投稿中である。
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