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長距離弾性相互作用のあるコロイド系の計算機シミュレーション

具有长程弹性相互作用的胶体系统的计算机模拟

基本信息

批准号：
13740239
负责人：
山本量一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ネマチックまたはスメクチック相にある液晶溶媒に、コロイド粒子など液晶分子に比べ大きな粒子を分散させると粒子と液晶溶媒の相互作用によって液晶の配向が乱され、粒子間に長距離に及ぶ異方的な弾性相互作用が働く。その結果これらの分散系は実に多様な相挙動を示すことが最近の実験で報告されており、さらにそのダイナミクスも興味ある特異な性質を示す。解析的に取り扱うことが難しい複雑な系であるのでシミュレーションによるメカニズムの解明が期待されているが、残念なことに多粒子が分散する系に適応可能なシミュレーションの手法がこれまで存在しなかった。本研究の最大の狙いは、このようなシミュレーションの困難な系に対して有効な手法を開発することにある。本研究の実施計画はおおまかに2つの部分に分けることが出来る。まず第一の部分は数値計算手法の確立とプログラムの開発であり、第二の部分は数値計算の実行と計算結果の解析である。どちらも本研究の主要な部分である。第一の部分については数値計算に用いる最適なモデル・数値計算手法の検討、及び試験的なシミュレーションプログラムの作成を行った。具体的には多体力を無視することなく、なおかつ効率のよいシミュレーションを可能とすべくメソスコピックなシミュレーション法を開発した。この方法ではコロイド粒子と液晶溶媒の界面とを連続的に取り扱うことにより多体力の計算を容易にし、多数のコロイド粒子が分散する系のシミュレーションを行う場合にその効率を劇的に向上することに成功した。第二の部分についてはネマチック液晶溶媒、スメクチック液晶膜に分散するコロイド粒子の凝集の様子を調べた。その結果前者では粒子間に四重極子的、後者では双極子的な相互作用が作用することがわかった。また、本研究で得られた成果をもとに産学連携のプロジェクトを開始出来たことは特筆に価すると考えている。

Liquid crystal solvent, particle size, particle size, dispersion, particle size, liquid crystal solvent interaction, alignment, long distance between particles, and heterogeneous interaction The results show that the dispersion system has a variety of phase movements, and the most recent reports show that it has unique properties. The analysis of the problem is difficult to solve. The solution of the problem is expected to be difficult to solve. The solution of the problem is possible. The greatest difficulty in this study is the development of a new approach. The implementation plan of this study is divided into two parts. The first part is the establishment of numerical value calculation method, the second part is the implementation of numerical value calculation and the analysis of calculation results. The main part of this study is the following: The first part is the calculation of the optimal value of the data, and the preparation of the optimal value of the data. The specific physical strength is ignored, and the efficiency is improved. This method is easy to calculate for the interface between particles and liquid crystal solvent, and the efficiency is high in most cases. The second part is to adjust the aggregation of particles in the liquid crystal solvent and liquid crystal film. The former results in quadrupole interactions between particles and the latter in dipole interactions. The results of this study were published in the Journal of Science and Technology.