液体中の自由度間相関を記述する新しい粘性係数の測定とその分子論からのアプローチ

描述液体自由度之间相关性的粘度系数的新测量方法及其分子理论方法

• 批准号: 17656028
• 负责人: 高木 堅志郎
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656028/
• 关键词: 並進-回転結合; 自由度間カップリング; 光散乱スペクトロスコピー; 液晶相転移; ミセル; 流動複屈折; 超音波複屈折; 結合粘性; 分子回転; 回転・並進結合粘性; 分子配向揺らぎ; 表面波; 偏光解消散乱; 自由度間結合

液体の一般的な物性値として熱伝導率、拡散係数、粘性などが知られている。これらは流体中の複数の分子が相互作用しながらミクロな運動量やエネルギーを輸送する過程を表す輸送係数である。本研究は、分子の回転と並進運動のカップリングを記述する新しい輸送係数「並進・配向結合粘性μ」を様々な種類の流体で測定する要素技術の開発を目的とする。さらに分子配向によって特徴付けられる液晶や生体膜構造について、並進・配向結合粘性を測定し、その形成にとって結合粘性が果たす役割を調べ,集団的な分子配向構造の形成メカニズムを探る。本年度は、新たに開発した表面波励起流動複屈折スペクトロスコピー法と高分解能光散乱法により、液晶系におけるずり・配向・結合の3つの独立な輸送係数を世界で始めて独立に決定することに成功した。それぞれの温度依存性から、各粘性機構の障壁エネルギーを算出することができた。さらにこれまでの我々の研究により明らかとなっているネマティック-等方相転移における結合パラメータの臨界異常について、その原因が回転-並進結合粘性にあることを明らかにした。また1MHz以上の高周波領域でずり運動モードと分子の回転の動的カプリングを計測する定在波超音波複屈折法を用いて、液晶系における配向緩和を自由度間結合の支店から直接観察することを試みた。付随する成果として、音波周波数帯域を数MHzにまで拡張し、液晶緩和の全スペクトルを観察することが可能になった。

The general physical properties of liquids include thermal conductivity, dispersion coefficient and viscosity. The interaction between a plurality of molecules in a fluid can be expressed as a transport coefficient. This study is aimed at the development of a new technique for determining the transport coefficient, orientation, and viscosity of fluids of various kinds, describing the molecular motion and rotation. In addition, the formation of molecular alignment structures in groups is explored by measuring the molecular alignment characteristics of liquid crystal and biological film structures, measuring the parallel alignment binding viscosity, and adjusting the resulting binding viscosity during the formation of molecular alignment structures. This year, the new development of surface wave excitation flow complex refraction method, high resolution energy light scattering method, liquid crystal system, alignment, combination of three independent transport coefficient, world first, independent determination, success The temperature dependence of the viscous mechanism is calculated. In this paper, the author studies the relationship between the two factors, and the relationship between them. In the high-frequency region above 1MHz, the motion of the molecules is measured by the fixed wave ultrasonic complex refraction method, and the alignment of the liquid crystal system is relaxed. The results of this study are as follows: 1. The frequency range of the acoustic wave is several MHz, and 2. The frequency range of the liquid crystal is different from that of the acoustic wave.