高分子コロイド系の構造形成と光多重散乱現象に関する計算科学的研究

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平成12年度において本研究代表者は、高分子コロイド系の相形成および光多重散乱に関する研究を行い、以下のような成果を挙げた。(1)コロイド凝集系における光多重散乱スペクトルの解明:高分子コロイド凝集系の光散乱強度に関し、特にその波数依存性に着目して数値的に調べた。その結果、従来説明が困難であった光散乱強度の振る舞いを、定量的に非常に良く説明する事が可能となった。(2)2次元コロイド結晶における融解相転移:気相-液相界面におけるコロイド結晶の形成過程、及び融解相転移の性質を解明するために、モンテカルロ・シミュレーションを行った。その結果、この系は通常の3次元結晶の融解相転移とは異なり、2段階相転移を示す事が明らかとなった。具体的には秩序相と無秩序相の中間的な状態として、2次元系特有の"hexatic相"と呼ばれる状態が存在する事が確認された。(3)荷電コロイド系における有効相互作用:近年、溶液中の荷電コロイド系における相互作用の性質に関して、様々な観点から関心が持たれている。本研究ではモンテカルロ・シミュレーションを行い、溶液中における荷電コロイド粒子系、及びその電気二重層の振る舞いに関して数値的に明らかにした。