Variety of the memory retention ability in the memory effect of paste

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粉と液体を混ぜた高濃度固液混合ペーストは自身の揺れ（振動）や流れ（剪断）などの動きを塑性変形の形で記憶し、乾燥させて固化した状態での割れやすい方向はその記憶によって決定される（ペーストの記憶効果）。これまでの本研究グループの研究により、ペーストが揺れを記憶した場合は揺れた方向に垂直に割れやすくなり、流れを記憶した場合は流れた方向に平行に割れやすくなることが分かっている。本研究では、ペーストが揺れや流れの動きを記憶するメカニズムを解明し、工学的な応用を目指す。まず、ペーストが狭いスリットを通過して流れる時に、割れやすくなる方向がスリット通過前後で流れに平行な方向から垂直な方向へと変化するメカニズムについて調べるにあたり、記憶効果によって生成された異方的な縞状亀裂パターンの方向性を定量化するために情報エントロピーを用いた異方性の定量化を提案することで、スリット通過前後の異方性の転移が定量化できることになり、そのメカニズム解明へ向けた大きな進歩となった。次に、ペーストが揺れや流れなどの自身の動きを記憶するメカニズムを調べるために粉と混ぜる液体の種類を水からエタノールに変えたところ、炭酸カルシウムの粉末を混ぜると揺れを記憶するがエタノールと混ぜると記憶できなくなり、一方フッ化カルシウムの粉末とエタノールを混ぜると揺れを記憶できるが水と混ぜると記憶できなくなるなど、粉と液体の組み合わせによって記憶できたりできなくなったりすることが分かった。さらに研究を進めたところ、記憶効果が発現するためには粉と液体の親和性が関係しており、親和性が良いと粉が液体中で一様に分散してしまうために異方性を記憶する構造が形成できず、かえって親和性が悪いほうが揺れや流れなどの動きに連動した異方的なネットワーク構造を形成しやすくなるために記憶効果が発現しやすくなることが分かった。