スポンジ相のレオロジー

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水・油・界面活性剤からなる三元系においては、界面活性剤の濃度が比較的小さい場合に、全体として一様で等方的に混じり合った状態が実現される。このとき界面活性剤は水と油の間の界面に集まり、水と油が直接に接した時よりも表面張力が下がるため、膨大な量の界面が安定に存在し得ることになる。結果的に、水と油の領域はそれらの体積比が1:1に近いとき、お互いに複雑に入りくんだ双連結構造をほとっており、このような状態はマイクロエマルジョンと呼ばれている。マイクロエマルジョンを流動下においた時、そのマクロな力学的応答は複雑な内部構造を反映することが予想される。本研究では、マイクロエマルジョンのレオロジーを時間に依存した二秩序変数のGinzburg-Landauモデルを用いて調べた。我々は新しく提案した時間発展方程式を、Oonoらによって提唱されたセルダイナミクスの方法を用いて解いた。最後に一様な状態からずり流れを加えないで充分に緩和させ、系がミクロ相分離した段階で一定のずり流れを加えた。その結果以下のようなことがわかった。ずり流れがない場合、相分離の進行は界面活性剤の存在によって非常に遅くなり、べき的な振舞いから大きくはずれる。一般にずり速度が小さい時、界面活性剤は水と油の界面の運動に追従し、界面の長さは全体であまり変化しない。一方、ずり速度が大きいと界面の長さは増加し、界面活性剤がすべての界面を飽和させることができない。