ソフトマッターにおける荷電効果・誘電効果のダイナミクスの研究

現在までの研究実績は次のようである。1)液晶に荷電粒子を混入した場合の荷電粒子の周りでの液晶配向の計算を3次元空間で試みた。液晶の誘電テンソルの異方性を強めていくと液晶の周りにdisclinationと呼ばれる欠陥の輪ができることを見出した。ミクロな荷電粒子であれば欠陥の半径はナノスケールの程度である。これら液晶の配向秩序の強い乱れは目覚しく長距離に及ぶことが分かった。僅か1ppm程度の濃度のイオンでも交流電場のもとでは液晶に対流が起こることが知られているが、このようなイオンの甚大な影響は今までよく理解されていない。我々は極めて僅かのイオンでも大きな流体力学的効果があらわれることなどを示し我々の計算はその理解のための鍵を与えた。なお結果については現在のところ論文としてPhysical Review Eに投稿を目指し準備中である。2)高分子ゲルにおいては溶媒が水などのように極めて極性が強い場合の相転移の理解は不完全である。我々は水分子とイオンとの相互作用は引力的であるためその結果としてゲルからイオンが放出される可能性があることを示した。この効果はゲルが強く収縮した場合に特に重要である。この点を明らかにするための数値解析の努力をした。この結果についても現在のところ論文としてPhysical Review Eに投稿を目指し準備中である。またゲルに外部より電場を印加した場合ゲルの形状が変化する効果は有名であるが、我々はこの変形効果も数値解析を主体としておりゲルと溶媒の界面の不安定を発見し変形についても物理機構を明らかにした。

現在までの研究実績は次のようである。1)液晶に荷電粒子を混入した場合の荷電粒子の周りでの液晶配向の計算を3次元空間で試みた。液晶の誘電テンソルの異方性を強めていくと液晶の周りにdisclinationと呼ばれる欠陥の輪ができることを見出した。ミクロな荷電粒子であれば欠陥の半径はナノスケールの程度である。これら液晶の配向秩序の強い乱れは目覚しく長距離に及ぶことが分かった。僅か1ppm程度の濃度のイオンでも交流電場のもとでは液晶に対流が起こることが知られているが、このようなイオンの甚大な影響は今までよく理解されていない。我々は極めて僅かのイオンでも大きな流体力学的効果があらわれることなどを示し我々の計算はその理解のための鍵を与えた。なお結果については現在のところ論文としてPhysical Review Eに投稿を目指し準備中である。2)高分子ゲルにおいては溶媒が水などのように極めて極性が強い場合の相転移の理解は不完全である。我々は水分子とイオンとの相互作用は引力的であるためその結果としてゲルからイオンが放出される可能性があることを示した。この効果はゲルが強く収縮した場合に特に重要である。この点を明らかにするための数値解析の努力をした。この結果についても現在のところ論文としてPhysical Review Eに投稿を目指し準備中である。またゲルに外部より電場を印加した場合ゲルの形状が変化する効果は有名であるが、我々はこの変形効果も数値解析を主体としておりゲルと溶媒の界面の不安定を発見し変形についても物理機構を明らかにした。