2003 Fiscal Year Annual Research Report
弾性、粘弾性、流動等の複合的効果と結合した相転移ダイナミクス
Project/Area Number |
03J04994
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
古川 亮 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 粘弾性 / レオロジー / 相転移ダイナミクス / シェア流 / 相分離 / 臨界現象 |
Research Abstract |
絡み合い高分子溶液系では、応力の大部分が高分子のネットワークによって支えられ、溶媒と高分子鎖の支える応力の間に大きな差異が生ずる(動的非対称性)、また高分子鎖の絡み合いに由来して、動的な協同運動に特徴的なサイズが存在する(粘弾性長)。本年度はこのような高分子溶液系に特徴的な粘弾性効果が、種々の輸送現象や相転移ダイナミクスに及ぼす影響を調べ、さまざまに新しい効果を見出した。以下にこれを列挙する。 1.高分子溶液では上記の粘弾性効果が流体緩和に大きな影響を与えることを示した。その結果、粘弾性長の逆数程度の波数において、粘性係数は顕著な波数依存性を示すことを初めて報告した。(Journal of the Physical Society of Japanに掲載) 2.従来、高分子溶液の動的臨界現象は古典流体のそれと同じ普遍性を有すると考えられてきた。ところが、近年、このような理解に対して疑問を呈する実験結果が数多く報告されている。本研究では土井-小貫の2流体モデルに立脚して、モード結合理論に基づいた解析を展開した。その結果、絡み合い高分子溶液に本質的な粘弾性効果がその動的臨界現象に強く影響を与えることを示し、実際的な意味(現実の実験状況下)において古典流体の動的普遍性(model H)が破綻することを結論した。(Journal of the Physical Society of Japanに掲載) 3.相分離した高分子溶液においては2相の粘弾性的性質が著しく異なるために、その外場に対する応答は2相で非対称である。本研究では計算機シミュレーションを用いて、特にメソスケールに広がったヘテロなドメイン構造が存在する場合のレオロジー、ドメインモルフォロジーについて詳細な研究を行い、粘弾性に由来する種々の効果を報告した(Physical Review E誌に投稿中)。また、この結果は近年の散乱実験、顕微鏡観察の結果を定性的に説明する。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Akira Furukawa: "Viscoelastic Effect on Hydrodynamic Relaxation in Polymer Solutions"Journal of the Physical Society of Japan. Vol.72 No.2. 209-212 (2003)
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[Publications] Akira Furukawa: "Dynamic Critical Phenomena of Polymer Solutions"Journal of the Physical Society of Japan. Vol.72 No.6. 1436-1445 (2003)
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[Publications] Akira Furukawa: "Convection in a very compressible fluid : Comparison of simulations with experiments"Physical Review E. Vol.68 No.5. 056309-p1-056309-p7 (2003)
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[Publications] Akira Furukawa: "Dynamic Critical Phenomena of Polymer Solutions"AIP conference Proceedings. (掲載予定). (2004)