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多体相互作用するコロイド微粒子の集団的、協調的な異常ブラウン運動の起源

多体相互作用胶体粒子集体协作反常布朗运动的起源

基本信息

批准号：
17654072
负责人：
曽越宣仁
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

単分散な球状コロイド微粒子を純水に分散した系では、微粒子間距離がデバイ遮蔽距離より短くなるまで微粒子の体積分率を高くすると、静電的な反発力によって自発的に微粒子が整列する。本研究はこの分散液中で自発的に生成したコロイド粒子配列体の微粒子の運動ダイナミクスについて検討した。動的光散乱法を用いて、この微粒子のブラウン運動の激しさを見ると、配列を組んで結晶構造を組んだときに、見かけ上、より微粒子の運動が早く見える現象について検討を行った。結論からすると、微粒子は静電的な配列ポテンシャルの底で静止しているのではなく、多数の粒子が協調した運動モードである格子振動が熱的に励起されており、またこの運動モードは静電的反発力で結合しているために生じていると考えられた。また通常、微粒子のブラウン運動は溶媒の粘性のために数nmも進まずに減衰するが、格子振動として微粒子の集団が運動する場合には、溶媒の流れも伴っているために、過減衰ではなく持続的振動となり、これが観測にかかったと推測された。さらにこの考察を裏付けるように、格子振動の振動数が小さく、微粒子がゆっくり運動する運動モードを選択的に観測すると、このモードはより振動が持続的であり、溶媒を引きずる効果が高くなっていると考えられる。以上の考察は、動的光散乱法で微粒子の運動の時間的揺らぎを観察しながら、微粒子の体積分率を変化させる実験、および塩を加えてデバイ遮蔽距離を変化させる実験の結果得られた。

Dispersion of spherical particles in purified water, dispersion of particles, distance between particles, shielding distance, high volume fraction of particles, electrostatic reaction force, self-generated particles, alignment of particles In this study, the self-generation of micro-particles in the dispersion was investigated. Dynamic light scattering method is used to analyze the motion of particles, the excitation of particle motion, the formation of crystal structure, the phenomenon of particle motion, and the investigation of particle motion. Conclusion: Most particles move in harmony with each other due to static arrangement and thermal excitation. In general, the movement of particles in the solvent is determined by the viscosity of the solvent, the attenuation of the particles, the lattice vibration, and the movement of the particles in the solvent. The number of lattice vibrations is small, the movement of particles is small, the movement of particles is small, the vibration of particles is small, the movement of particles is small, the vibration of particles is small, the movement of particles is small, the vibration of particles is small, and the vibration of particles is small. The results of the above investigation show that the time of particle motion is different from that of the kinetic scattering method, and the volume fraction of particles is different from that of the kinetic scattering method.