Category : 田中文彦G

古賀 毅 原著論文(2010年度)

Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, Ryuhei Motokawa, Satoru Koizumi, and Françoise M. Winnik
“Theoretical Modelling of Hierarchically Associated Structures in Hydrophobically Modified PNIPAM Aqueous Solutions on the Basis of a Neutron Scattering Study”
Macromolecular Symposia, Vol. 291-292, 177-185 (2010)
Tsuyoshi Koga and Fumihiko Tanaka
“Theoretical Predictions on Normal Stresses under Shear Flow in Transient Networks of Telechelic Associating Polymers”
Macromolecules, Vol. 43, 3052-3060 (2010)

古賀 毅 総説解説(2010年度)

古賀毅,田中文彦
“会合高分子ダイナミックスの理論・シミュレーション”
高分子, Vol. 60, 186-189 (2011)
古賀毅,田中文彦
“会合高分子の構造形成とレオロジー”
機能材料, Vol. 7, 25-31 (2010)

金田 勇 国際会議(2010年度)

Isamu Kaneda, Tsuyoshi Koga and Fumihiko Tanaka
“Effect of Methanol on the Rheological Properties of C24HEUR Aqueous Solution”
5th Pacific Rim Conference on Rheology (PRCR-5) (Aug. 1-8, 2010), Hokkaido, Japan

古賀 毅 国際会議(2010年度)

Tsuyoshi Koga
“Rheology of Transient Networks of Telechelic Associating Polymers”
International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter 2010 (Aug. 17-20, 2010), Nara, Japan
Tsuyoshi Koga and Fumihiko Tanaka
“Rheology of Transient Networks in Telechelic Associating Polymers”
5th Pacific Rim Conference on Rheology (PRCR-5) (Aug. 1-6, 2010), Hokkaido, Japan

田中文彦 国際会議(2010年度)

Fumihiko Tanaka
“Physics of Polymers and Polymer Solutions”
Invited lecture in Chinese University of Hong Kong (Mar. 9, 2011), Hong Kong, China
Fumihiko Tanaka
“Cooperative Hydration and LCST Phase Separation of Temperature-Sensitive Water-Soluble Polymers”
Invited lecture in Chinese University of Hong Kong (Mar. 7, 2011), Hong Kong, China
Fumihiko Tanaka
“Cooperative Hydration and LCST Phase Separation of Temperature-Sensitive Water-Soluble Polymers”
24th conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS2010) (Sep. 5-10, 2010), Prague, Czech Republic
Fumihiko Tanaka
“Hydration, Phase Separation and Nonlinear Rheology of Temperature-sensitive Watersoluble Polymers”
International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter 2010 (Aug. 17-20, 2010), Nara, Japan
Fumihiko Tanaka
“Transient Network Theory of Wormlike Micelles: Topological Force Accelerates Relaxation”
5th Pacific Rim Conference on Rheology (PRCR-5) (Aug. 1-6, 2010), Hokkaido, Japan
Hiroyuki Kojima and Fumihiko Tanaka
“Rheology of Transient Networks in Telechelic Associating Polymers”
5th Pacific Rim Conference on Rheology (PRCR-5) (Aug. 1-6, 2010), Hokkaido, Japan
Fumihiko Tanaka
“Hydration and Phase Separation in Aqueous Solutions of Temperature-Sensitive Polymers”
International Symposium on Polymer Physics (PP’2010) (Jun. 6-10, 2010), Ji’nan, China

田中文彦 国際会議(2008年度)

Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, and F. M. Winnik
“Competitive Hydrogen Bonding in Solutions of Temperature-Sensitive Polymers in Mixed Solvents”
International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter (Jun. 2-5, 2008), Kyoto, Japan

田中文彦 国際会議(2006年度)

Yukinori Okada and Fumihiko Tanaka
“Hydration and Thermoreversible Gelation in Solutions of Telechelic Associating Polymers”
Polymer Networks Group conference 2006 (Sep. 3-7, 2006), Sheffield, UK

古賀 毅 国際会議 (2008年度)

Oral / Contributed
Tsuyoshi Koga*, Fumihiko Tanaka, Ryuhei Motokawa, Satoshi Koizumi, and Francoise M. Winnik
“Neutron Scattering Study of the Aqueous Solutions of Temperature Sensitive Telechelic PNIPAM”
The 19th International Conference of the Polymer Networks Group (Jun. 22-26, 2008), Larnaca, Cyprus
(古賀毅:理論モデルの考案/理論計算、田中文彦:理論構築/研究全体の総括、小泉智:中性子散乱実験)
Tsuyoshi Koga and Fumihiko Tanaka
“Structure formation and Rheology of Associating Polymers”
International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter (Jun. 2-5, 2008), Kyoto, Japan

田中文彦 原著論文(2010年度)

Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, Kojima Hiroyuki, Na Xue, Francoise M. Winnik
“Perferential Adsorption and Co-nonsolvency of Thermoresponsive Polymers in Mixed Solvents of Water/Methanol of Temperature-Sensitive Water-Soluble Polymers”
Macromolecules, Vol. 44(8), 2978-2989 (2011)
Tanaka Fumihiko, Koga Tsuyoshi, Kojima Hiroyuki, Francoise M. Winnik
“Hydration and Phase Separation of Temperature-Sensitive Water-Soluble Polymers”
Chinese Journal of Polymer Science, Vol. 29, 13-21 (2011)
【概要】感熱高分子ポリイソプロピルアクリルアミド水溶液の協同水和と相分離に関してレビューを行い,水/メタノール混合溶媒中における選択吸着と共貧溶媒性の関係を理論的に調べ,実験結果と比較検討した.国際会議PP2010での招待講演での発表論文.(海外研究協力者F.M.Winnikとの共同研究)
Kojima Hiroyuki, Tanaka Fumihiko
“Cooperative Hydration Induces Discontinuous Volume Phase Transition of Cross-Linked Poly(N-isopropylacrylamide) Gels in Water”
Macromolecules, Vol. 43, 5103-5113 (2010)
【概要】感熱高分子ポリイソプロピルアクリルアミドを化学架橋したゲルについて水和の協同性が強くなると体積相転移が鋭くなり,臨界協同性以上で不連続相転移に移行することを理論計算により示し,実験結果と比較することにより現象論的相互作用パラメータの物理的意味を明解にした.架橋点間分子量と水和の平均連鎖長の比較により,ゲルの転移の鋭さを予測出来るようになった.(Kojima Hiroyuki:理論計算)

田中文彦 著書(2010年度)

-英文-
Fumihiko Tanaka
“Polymer Physics—Applications to Molecular Association and Thermoreversible Gelation”
Cambridge University Press, 2011/03/01
【概要】全10章400ページ.4章までが高分子鎖,溶液,ゲル化反応,ゴム弾性に関する基礎的内容.5章で会合高分子溶液の理論を説明.6章は非ゲル化系への応用.7章はゲル化系とくに多重架橋ゲルへの応用,8章はゲルの構造と相転移,9章は組み替えネットワークのレオロジー,10章は高分子-界面活性剤相互作用,水和とゲル化の競合,バイオポリマーのへリックス転移によるゲル化.

田中文彦 原著論文 (2009年度)

Tanaka Fumihiko
“Transient Network Theory of Wormlike Micelles: Topological Force Accelerates Relaxation”
Langmuir, Vol. 26, 5374-5381 (2009)
【概要】紐状ミセル準濃厚溶液について新しい組替えネットワーク理論を構築し,濃度とともに緩和時間が早くなる奇妙な振舞いを,ミセル間の絡まり合いによるトポロジー力によりすり抜けが加速される事実をもとに理論的に解明した.線型複素弾性率は実験結果と非常によく一致した.(Shikata Toshiyuki:実験データの提供と緩和時間に関する議論)
Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, Françoise M. Winnik
“Competitive Hydrogen Bonds and Cononsolvency of Poly(N-isopropylacrylamide)s in Mixed Solvents of Water/Methanol”
Progr. Colloid Polym. Sci., Vol. 136, 1-8 (2009)
【概要】水溶性の感熱高分子ポリイソプロピルアクリルアミドPNIPAMはLCST型の相分離曲線を有し,32C付近でシャープなコイル-グロビュール転移を引起こすので,医学・薬学などに広範に応用されている.しかし,良溶媒であるメタノールの混合により平坦なLCST型の曇点曲線が急激に低温シフトし,メタノール組成の変化とともに再帰コイル-グロビュール-コイル転移を引起こす.このような「共貧溶媒性」は高分子の水和とメタノールの高分子鎖への水素結合が競合が生じること(競争的水素結合)が原因であることを実験・理論の比較により検証した.(四方俊幸:誘電緩和法による水和量の測定)
Rodolphe Obeid, Fumihiko Tanaka, and Françoise M. Winnik
“Heat-Induced Phase Transition and Crystallization of Hydrophobically End-Capped Poly(2-isopropyl-2-oxazoline)s in Water”
Macromolecules, Vol. 42, 5818-5828 (2009)
【概要】疎水基で両末端を修飾した新規テレケリック会合高分子Poly(2-isopropyl-2-oxazoline)を合成し,DSC測定で水溶液中の高分子のコンホメーション転移点と結晶融点を求めた.光散乱法でLCST相分離線を測定し,主鎖の水和状態との関係を実験・理論両面から解明した.テレケリックPNIPAMとは分子構造は相似であるが,溶液物性は全く異なることが分かった.

古賀 毅 原著論文 (2009年度)

Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, and Isamu Kaneda
“Stress Growth in Transient Polymer Networks under Startup Shear Flow”
Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 136, 39-45 (2009)
【概要】テレケリック会合高分子が形成する物理架橋ネットワークにおける剪断開始流下での応力成長を非アフィン組み替え網目理論を用いて研究した.ブリッジ鎖の非線形伸長効果により歪硬化現象が起こることを示し,歪硬化が起こる臨界剪断速度を張力・伸長関係における非線形性を表すパラメータの関数として求めた.また,応力成長関数がストレスオーバーシュートを示す時間を剪断速度の関数として計算し,オーバーシュートは変形量が一定になる時間で起こることを示した.理論結果をHEUR(Hydrophobically modified Ethoxylated URethane)の水溶液の実験結果と比較し,両者がよく一致することを示した.詳細な比較の結果,低剪断速度では両者は定量的に一致するが,高剪断領域では,オーバーシュートを示す時間に2倍程度の差があることが分かった.この相違は,実験に用いたサンプルに含まれる短い(分子量が小さい)鎖の効果により説明できることが分かった.(古賀毅:理論計算,田中文彦:理論構築/研究全体の総括,金田勇:レオロジー実験)
Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, Isamu Kaneda, and Françoise M. Winnik
“Stress Buildup under Start-Up Shear Flows in Self-Assembled Transient Networks of Telechelic Associating Polymers”
Langmuir, Vol. 25, 8626-8638 (2009)
【概要】テレケリック会合高分子水溶液中で形成されるネットワークにおける剪断開始流下での応力成長を非アフィン組み替え網目理論を用いて研究した.歪硬化やストレスオーバーシュート現象を,弾性的に有効な鎖の張力・伸長関係における非線形性との関係に注目して,詳しく研究した.歪硬化が起こる臨界剪断速度を張力・伸長関係における非線形性を表すパラメータの関数として求めた.また,応力成長関数がストレスオーバーシュートを示す時間を分子パラメータや剪断速度の関数として計算し,オーバーシュートは総変形量一定の条件で起こることを示した.第1,第2法線応力差の時間発展も数値計算により研究し,オーバーシュート,アンダーシュート,符号反転を示すことを見い出した.これらの理論結果をHEUR(Hydrophobically modified Ethoxylated URethane)の水溶液の実験結果と比較し,両者がよく一致することを示した.(古賀毅:理論計算,田中文彦:理論構築/研究全体の総括,金田勇:レオロジー実験)

金田 勇 原著論文 (2009年度)

Isamu Kaneda and Yuji Onodera
“Consistency Change of Succinoglycan Aqueous Sodium Chloride Solution during Cooling Process”
Nihon Reoroji Gakkaishi, Vol. 37 (3), 167-172 (2009)
【概要】サクシノグリカンは二重らせん構造を持つ水溶性多糖類である。サクシノグリカンの準濃厚溶液はstructured fluidと呼ばれるレオロジー特性を示す。本論文ではサクシノグリカンのレオロジー特性に対するNaClの影響を調べた。NaClによりらせん構造が解離・再生する臨界温度が高温側にシフトし、低温でのコンシステンシーが上昇した。これらの結果からstructured fluidに存在するメゾスコピックスケールの構造形成に塩が強く影響を及ぼすことが明らかになった。

田中文彦 原著論文 (2008年度)

Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, Hiroyuki Kojima, and Françoise M. Winnik
“Temperature- and Tension-Induced Coil−Globule Transition of Poly(N-isopropylacrylamide) Chains in Water and Mixed Solvent of Water/Methanol”
Macromolecules, Vol. 42, 1321-1330 (2009)
【概要】水溶性の感熱高分子であるポリイソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)水溶液は,31℃付近で20 wt%程度まで分子量に依存しない平坦なLCST型の曇点曲線を持つ.狭い温度領域で透過度が急激に減少するのは高分子のシャープなコイル-グロビュール転移が起こることと結びつき感熱性の発現機構と関係している.PNIPAMの感熱性の物理的原因は永く謎であったが,我々は最近水和の協同性に由来する束縛水の集団(脱)水和によることを指摘し,高分子の協同水和理論を構築して特異なLCST現象を説明するのに成功した.スピノダル線も希薄領域を除いて曇点曲線と同様に平坦な線になり,溶液を加熱してスピノダル線内側の不安定領域に入れても数百nmスケールの微粒子が形成されるだけで相分離には至らない.メソグロビュールと呼ばれるこのような微粒子はポリマーの凝集体からなり,内部はガラス状態に近い高密度(80%wt程度)と推定される.このようなPNIPAM水溶液にメタノールを混合すると,メタノールはPNIPAMの良溶媒であるにも拘わらず鎖の収縮,ゲルの相転移,相分離の誘起などの貧溶媒性を示す.良溶媒を2種混合すると貧溶媒になる現象は「共貧溶媒性}」(cononsolvency)と呼ばれる.水/メタノール系ではメタノールのモル分率が0.35あたりで貧溶媒性が顕著であり,メタノール過多領域では本来の良溶媒性を回復する.このような奇妙な振舞いは,水分子とメタノール分子の高分子鎖への競争的水素結合吸着が原因であり,競合が最も激しくなる溶媒組成で水分子とメタノール分子を合わせた総吸着量(水素結合数) が最小になるためであることを,理論モデルと実験との比較により推論した .
Fumihiko Tanaka, Tsuyoshi Koga, and Françoise M Winnik
“Temperature-Responsive Polymers in Mixed Solvents: Competitive Hydrogen Bonds Cause Cononsolvency”
Physical Review Letters, Vol. 101, 028302-1 – 028302-4 (2008)
【概要】水溶性の感熱高分子であるポリイソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)水溶液は,31℃付近で20 wt%程度まで分子量に依存しない平坦なLCST型の曇点曲線を持つ.狭い温度領域で透過度が急激に減少するのは高分子のシャープなコイル-グロビュール転移が起こることと結びつき感熱性の発現機構と関係している.PNIPAMの感熱性の物理的原因は永く謎であったが,我々は最近水和の協同性に由来する束縛水の集団(脱)水和によることを指摘し,高分子の協同水和理論を構築して特異なLCST現象を説明するのに成功した.スピノダル線も希薄領域を除いて曇点曲線と同様に平坦な線になり,溶液を加熱してスピノダル線内側の不安定領域に入れても数百nmスケールの微粒子が形成されるだけで相分離には至らない.メソグロビュールと呼ばれるこのような微粒子はポリマーの凝集体からなり,内部はガラス状態に近い高密度(80%wt程度)と推定される.このようなPNIPAM水溶液にメタノールを混合すると,メタノールはPNIPAMの良溶媒であるにも拘わらず鎖の収縮,ゲルの相転移,相分離の誘起などの貧溶媒性を示す.良溶媒を2種混合すると貧溶媒になる現象は「共貧溶媒性}」(cononsolvency)と呼ばれる.水/メタノール系ではメタノールのモル分率が0.35あたりで貧溶媒性が顕著であり,メタノール過多領域では本来の良溶媒性を回復する.このような奇妙な振舞いは,水分子とメタノール分子の高分子鎖への競争的水素結合吸着が原因であり,競合が最も激しくなる溶媒組成で水分子とメタノール分子を合わせた総吸着量(水素結合数) が最小になるためであることを,理論モデルと実験との比較により推論した .

古賀 毅 原著論文 (2008年度)

Tsuyoshi Koga, Fumihiko Tanaka, Ryuhei Motokawa, Satoshi Koizumi, and Françoise M. Winnik
“Theoretical Modeling of Associated Structures in Aqueous Solutions of Hydrophobically Modified Telechelic PNIPAM Based on Neutron Scattering Study”
Macromolecules, Vol. 41, 9413-9422 (2008)
【概要】感熱性高分子であるポリイソプロピルアクリルアミド(PNIPAM)の両末端をオクタデシル基で修飾したテレケリック会合高分子の中性子散乱実験結果を理論的に解析するために、花型会合体(フラワーミセル)からミクロンオーダーの凝集体まで階層的に形成される会合構造に対する理論モデルを構築した.このモデルから計算される散乱関数を用いて中性子散乱データの温度依存性に関する詳細な解析を行い,低温ではフラワーミセルが形成され,昇温とともにオクタデシル基からなるミセルのコア近傍からPNIPAMの脱水和に起因する凝集が進行することを見出した.また,転移温度以上では,2相分離領域であるにも関わらず巨視的な相分離が進行せず,会合数が1万程度でサイズが100ナノメートル程度の球状の会合体(メソグロビュール)が形成され,安定に存在することを明らかにした.更に,濃度変化に関する理論解析を行い,フラワーミセル,メソグロビュールの構造が濃度に依存せず一定に保たれることを見出した.(古賀毅:理論モデルの考案/理論計算、田中文彦:理論構築/研究全体の総括、小泉智:中性子散乱実験)

金田 勇 国際会議 (2008年度)

Oral / Contributed
Isamu Kaneda
“Gelation Behavior of Succinoglycan”
9th International Hydrocolloids Conference (Jun. 15-19, 2008), Singapore, Singapore

田中文彦 著書 (2008年度)

-和文-
田中文彦
“ソフトマターのための熱力学”
裳華房,2009/03/01
【概要】本書の1章はソフトマター簡単な紹介であり,ソフトマター科学の基礎的概念と熱力学との関連を説明した.前半2,3章は大学初年度の物理系,化学系の学科で学習する熱力学の基礎をまとめたものである.物質変換の方法のひとつである相の転換に関する法則を,主として単一成分系に関して記述した.これに続き4,5章は多成分混合系の重要さを強調し,物質変換のもう一つの重要な方法である化学反応に関する法則を記述した.最後に6章では,異なる相が接する界面に関する熱力学法則をまとめた.ソフトマターを機能化する際にはバルクの物質相としてよりも,むしろ表面・界面の性質が重要になるからである.4章以下は大学の専門課程から大学院修士課程で学習する物理化学の熱力学部分に該当する進んだ内容を含んでいる.

田中文彦 国際会議 (2007年度)

Oral / Invited
Fumihiko Tanaka
“Phase Transitions and Rheology of Telechelic Associating Polymer Solutions”
Summer School on Polymeric and Self-Assembled Gels (Aug. 6-10, 2007), Santa Barbara, USA
Oral / Invited
Fumihiko Tanaka
“Theory of Molecular Association and Thermoreversible Gelation”
Summer School on Polymeric and Self-Assembled Gels (Aug. 6-10, 2007), Santa Barbara, USA

印出井努 原著論文 (2007年度) 

Tsutomu Indei
“Effect of Nonlinearity Strength in Chain Tension on Shear-Thickening of Associating Polymer Networks”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 35, 147-153 (2007)
【概要】高分子鎖の張力における非線型性の強度がテレケリック会合高分子の定常ずり粘度に与える影響を,組み換えネットワーク理論に基づいて議論した.鎖の張力と会合基の解離率との間の結合強度が弱いときは、張力の非線型強度の増加に伴って定常粘度はシニングからシックニングへ転じる.張力の非線型強度が強い鎖は,慣性半径が小さいため分子内会合を起こしてループを形成しやすいが,この効果がずり粘度に及ぼす影響は少ないことが分かった.(田中文彦:鎖の張力モデルの発案)

田中文彦 原著論文 (2007年度)

Xing-Ping Qiu, Fumihiko Tanaka, and Francoise M. Winnik
“Temperature-Induced Phase Transition of Well-Defined Cyclic Poly(N-isopropylacrylamide)s in Aqueous Solutions”
Macromolecules, Vol. 40, 7069-7071 (2007)
【概要】分子量のそろった環状ポリイソプロピルアクリルアミドを合成し,DSCにより脱水和曲線を,光散乱法により曇点曲線を測定した.対応する線状高分子より高温で相転移することが判明し,末端の存在が溶液物性に大きく影響していることを検証した.また,その物理的根拠として水和エントロピーの差,トポロジカル相互作用などが効いていることを説明した.
Masatoshi Toda and Fumihiko Tanaka
“Mechanically-Induced Helicity in Chiral Stimuli-Responsive Gels”
Macromolecules, Vol. 40, 4703-4709 (2007)
【概要】キラルな低分子を水素結合させることにより左右のへリックスを誘起する高分子(カルボキシフェニルアセチレン)を架橋し作製したゲルを伸長することにより,溶液中に分散したラセミ体分子の光学分割が可能であることを指摘し,定量的な予測に耐える理論を構築した.

田中文彦 著書 (2006年度)

-和文-
田中文彦
“新しい架橋システムの開発「ハイドロゲルにおける架橋とその制御」(p.133-142)”
情報機構,松本 昭,2007/03
【概要】化学架橋,物理架橋に関する基礎的な内容を説明し,ゲル化点の同定法や架橋エンタルピーの推定法について新しい提案を行い,ネットワーク構造と弾性率の関係等について解説した.架橋の多重度に注目し,代表的なハイドロゲルに適用した結果を報告した.

古賀 毅 国際会議 (2006年度)

Oral / Contributed
Tsuyoshi Koga* and Fumihiko Tanaka
“Shear Thickening and Flow Instabilities in Transient Polymer Networks”
Polymer Networks Group Conference (Sep. 3-7, 2006), Sheffield, United Kingdom
(古賀毅:計算機シミュレーション、田中文彦:理論構築/研究全体の総括)

印出井努 原著論文 (2006年度)

Tsutomu Indei
“Necessary Conditions for Shear Thickening in Associating Polymer Networks”
J. Non-Newtonian Fluid Mech., Vol. 141, 18-42 (2007)
【概要】テレケリック会合高分子の形成する物理ゲルにおいてシアシックニングが現れるための条件を,組替えネットワーク理論に基づいて調べた。張力の非線型項が大きい鎖はシックニングを起こしやすいが,ある臨界値より大きい鎖は会合基の解離率と張力との結合が強くなるためシックニングを起こしにくいことを示した。(田中文彦:鎖の張力モデルの発案)

田中文彦 原著論文 (2006年度)

Yukinori Okada, Fumihiko Tanaka, Piotr Kujawa, and Françoise M. Winnik
“A Unified Model of Association-Induced LCST Phase Separation and its Application to Solutions of Telechelic PEOs and of telechelic PNIPAMsin Water”
J. Chem. Phys., Vol. 125, 244902-1 – 244902-11 (2006)
【概要】汎用性高分子であるポリエチレンオキシド,感熱性高分子のポリイソプロピルアクリルアミド等の両末端を疎水基で修飾することによる水溶液の相分離挙動の変化に関し,末端会合高分子系に対する統計熱力学モデルを構築して解析を行った。スピノダル線,ゾル・ゲル転移線の分子量依存性に関して詳細な知見が得られた。(岡田幸典:D3院生 相図の理論計算)
Yukinori Okada and Fumihiko Tanaka
“Pressure-Conrolled Thermoreversible Gelation”
Macromolecules, Vol. 39, 8153-8162 (2006)
【概要】圧力制御による重縮合系のゾル・ゲル転換の新規な方法を導入し,反応度が水蒸気圧とともにどのように変化するかに関して理論解析を行った。TEOSやTMOSの加水分解・脱水縮合系のゾル-ゲル過程に応用可能である.高圧下では逆反応が進行し,再帰ゾル相が現れることが判明した。(岡田幸典:D3院生 相図の理論計算)
Toshio Nakao, Fumihiko Tanaka, and Shinzo Kohjiya
“New Cascade Theory of Branched Polymers and its Application to Size Exclusion Cheromatography”
Macromolecules, Vol. 39, 6643-6652 (2006)
【概要】ゲル化反応に対するカスケード理論を一般化し,生成する分岐ポリマーのサイズ分布を算出する一般的な理論を構築した。これを実際のサイズ排除クロマトグラフィーの実験解析に適用し,得られた分布関数のプロファイルが良好な結果を与えることを確認した。(中尾俊夫,麹谷信三 理論展開と数値計算)
Fumihiko Tanaka and Tsuyoshi Koga
“Nonaffine Transient Network Theory of Associating Polymer Solutions”
Macromolecules, Vol. 39, 5913-5920 (2006)
【概要】テレケリック会合高分子の形成する組替えネットワークの流動特性を解析するため,従来展開してきたアフィン網目理論のアフィン変形の仮定を取り除き,架橋点の揺動と拡散の効果を取り入れた非アフィン網目理論を構築した。この理論をもとに線型の複素弾性率を計算し,緩和がマクスウェル型からはずれることを見出した。弾性率のコール・コールプロットの形から架橋点の多重度が推定できることが判明した。(古賀 毅 非アフィンモデルの数値解析)
Fumihiko Tanaka
“Thermoreversible Gelation is a Bose-Einstein Condensation”
Phys. Rev. E, Vol. 73, 061405-1 – 061405-6 (2006)
【概要】疎水化水溶性高分子溶液で見られるような組替え可能な架橋で形成される熱可逆性のゲル現象は,浸透圧圧縮率の微係数が不連続であるような3次の熱力学的相転移となることを示し,その実験的検証法を提案した。
Piotr Kujawa, Fumihiko Tanaka, and Françoise M. Winnik
“Temperature-Dependent Properties of Telechelic Hydrophobically Modified Poly(N-isopropylacrylamides) in Water: Evidence from Light Scattering and Fluorescence Spectroscopy for the Formation of Stable Mesoglobules at Elevated Temperatures”
Macromolecules, Vol. 39, 3048-3055 (2006)
【概要】両末端が炭素数18個のアルキル鎖で疎水化されたポリイソプロピルアクリルアミド水溶液の溶液中での末端鎖の会合挙動を光散乱法と蛍光偏光解消法を用いて調べた。希薄領域では感熱相転移温度以下ではフラワーミセルが形成され,昇温とともにミセル間の凝集が起こり,転移温度以上ではそれらがメソスケールの会合体(メソグロビュール)に成長し,メソグロビュールは何らかの原因で安定化され相分離に至らないことが判明した.安定化は,ガラス転移,電荷効果等で説明が試みられているが,現在のところの分子論的メカニズムは不明である。(P. Kujawa,F. M. Winnik 高分子の合成と物性測定)

田中文彦 総説解説 (2006年度)

F. Tanaka
“Theory of Molecular Association and Thermoreversible Gelation”
Molecular Gels—Self-Assembled Fibrillar Networks—, Vol. 1, 01-68 (2006)
【概要】1988年より展開してきた「会合高分子溶液理論」を系統的にレビューし,水素結合系,疎水会合系,重縮合系等に応用して得られた結果を総括した。会合により誘起されるマクロおよびミクロ相分離,ゾル・ゲル転移,液晶化,へリックス・コイル転移,コイル・グロビュール転移,等の相転移(類似)現象を解析し,通常の相転移とは異なる多くの新しい知見が得られた。