ソフトマターにおける方向自由度と粘弾性の協同効果

软物质中方向自由度和粘弹性的协同效应

• 批准号: 15740259
• 负责人: 内田 就也
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740259/
• 关键词: ミクロ相分離; ランダム系; パターン形成; 非線形弾性論; 相転移ダイナミクス; ベクトルスピン系; 高分子ゲル; 生体高分子; 蒸着薄膜; 粘弾性効果

1.ブロック共重合ポリマーを架橋して作られるゲルのミクロ相分離ドメイン構造を理解するため、架橋時における濃度場のゆらぎを空間的にランダムな外場として取り入れた連続場モデル(Ginzburg-Landau型モデル)を構成し、数値シミュレーションにより2次元ドメイン構造の統計的性質を調べた。共重合体の成分比が1:1の対称組成の場合、弱いランダム場に対しては不均一な層状構造が、強いランダム場に対しては双連結ドメイン構造が得られた。この結果は従来の実験結果および分子シミュレーションの結果と一致している。界面の短波長ゆらぎがピン止めされる結果、散乱関数のピークは高波数側に広がることが分かった。また非対称組成の場合に生じる柱状相では、サイズ多分散性のある液滴状ドメイン構造が得られた。2.弾性膜の座屈によって生じる皺状パターンを理解するため、ほぼ平坦な膜の非線形弾性を記述するFoeppl-von-Karmanモデルに基づく数値シミュレーションおよび解析を行なった。数値シミュレーションにおいては散逸的な動力学モデルを用いて、急激な圧縮を受けたあとの変形パターンの時間発展を調べた。パターンの特徴的なサイズはべき乗則に従って成長し、べき指数は従来のスケーリング理論から予測されるものとよく一致することが分かった。解析においては、膜の水平方向への変位を断熱的に消去することにより、膜の勾配ベクトルを変数とする2次元ベクトルスピン系にマッピングした。膜のシアー変形が媒介するスピン間の長距離相互作用により、皺の方向に異方的相関が生じることを示した。

1. To understand the structure of the system, to bridge the concentration field and the spatial field, to take in the external field of the system (Ginzburg-Landau type) and to adjust the statistical properties of the system. When the composition ratio of the composite is 1:1 and the symmetrical composition is 1:1, the weak medium field is opposite to the heterogeneous layered structure, and the strong medium field is opposite to the double link structure. The results are consistent with those of the previous study. The short wavelength of the interface is different from the high wavelength. In the case of asymmetric composition, columnar phase is produced, and droplet structure is obtained. 2. Foeppl-von-Karman method for describing the nonlinear properties of thin films The number of particles in the solution is reduced by the amount of time required to form the solution. The characteristics of the system are: growth, index, prediction, consistency, etc. Analysis of the horizontal direction of the film, the elimination of heat, film coordination, the number of two-dimensional The long-distance interaction between the membrane and the medium forms a correlation between the two directions.

项目成果

Nariya Uchida: "Dynamics of Orientational Phase Ordeing Coupled to Elastic Degrees of Freedom"AIP Conference Proceedings. (掲載予定).

Nariya Uchida：“与弹性自由度耦合的方向相序动力学”AIP 会议论文集（待出版）。

Nariya Uchida: "Pattern formation in microphase-separating copolymer gels"Journal of Physics : Condensed Matter. 16・4. L21-L27 (2004)

Nariya Uchida：“微相分离共聚物凝胶中的图案形成”物理学杂志：凝聚态物质16·4（2004）。

Numerical Simulation of microphase separatin in gels and random media

凝胶和随机介质中微相分离的数值模拟

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physics Letters A 328
• 作者: Nariya Uchida;Nariya Uchida
• 通讯作者: Nariya Uchida

Orientational order in bucking elastic elastic membranes

弯曲弹性膜的方向顺序

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physica D (オンラインで出版済。巻号ページ未定)
• 作者: Nariya Uchida

内田就也: "ネマティック液晶ゲルのソフト弾性構造"物性研究. 80・4. 554-592 (2003)

内田修也：“向列液晶凝胶的软弹性结构”物理性质研究80・4（2003）。