2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of micro-optical rheometer for a closed system

Research Project

Project/Area Number	16K14004
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	堀中順一京都大学, 工学研究科, 准教授 (00313734)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords	オプティカルレオメータ- / 光弾性 / 異方性 / 高分子
Outline of Annual Research Achievements	当初の研究計画では、少量の試料であっても正確に測定すること、試料の揮発性が高い場合でも問題とならいような密閉状態を実現できること、を特徴とする新しいレオメーターの開発を行う予定であった。しかし、交付額の範囲内で用意できた光ピンセットにもちいる光源の性能が不十分なため、当該部分の仕様変更を行った。密閉状態での測定を実現するためには、光を利用した力または歪みの測定方式は必要であると判断し、従来とは全く異なる新たな光弾性現象に着目したオプティカルレオメーターの開発を進めることとなった。最終年度では、前年度に引き続き新たな光弾性現象に着目したオプティカルレオメーターの開発を進めた。高分子の分子形態に応じた高分子の光学的異方性が試料を通過する検出（測定）光の状態変化にわずかに反映されることを利用し、従来の高分子鎖の直線的な一方向への偏りと高分子全体の力学的状態を詳細に結びつけるだけでなく、立体構造に関する規則性も同時に検出する方法を確立した。これらの光学特性は、同時におのおのを完全に分離して検出できる訳ではないため、両者を正確に評価するための測定手順についても検討を行った。本研究の萌芽性のある特長である光を用いて得られるミクロな情報と実際において重要なマクロなレオロジーを経験的に関係づけるという概念は維持する方針に沿って、伸長された高分子フィルムの鎖の示す光学異方性について詳細に調べた。一方のシグナルがあまりに強い条件においては、もう一方のシグナルを正しく有意な値として得ることは難しかったが、その程度は強すぎない範囲では両者が正しく測定可能なことを示した。