Tag : 原著論文

佐野雅己 原著論文(2010年度)

Hong-Ren Jiang, Natsuhiko Yoshinaga, and Masaki Sano
“Active Motion of a Janus Particle by Self-Thermophoresis in a Defocused Laser Beam”
Phys. Rev. Lett., Vol. 105, 268302-1 – 268302-4 (2010)
【概要】非対称なコロイド粒子(Janus粒子)に一様なレーザー光を照射すると、粒子があたかもバクテリアのように自ら向きを持って運動を開始し、確率的なブラウン運動の性質が大きく変化する。この現象は、粒子の半球だけにコートされた金の薄膜がレーザー光を吸収・放熱し、粒子の周りに局所的な温度勾配が発生することで生じる。このように自己ソーレ効果によってコロイド粒子が推進力を持って自ら運動する系を作ることに初めて成功した。
(Phys. Rev. Lett.のEditor’s suggestionに選ばれた。また、APSオンラインジャーナルPhysicsのViewpointでハイライト紹介された。)
H. Delanoë-Ayari, J. P. Rieu, and M. Sano
“4D Traction Force Microscopy Reveals Asymmetric Cortical Forces in Migrating Dictyostelium Cells”
Phys. Rev. Lett., Vol. 105, 248103-1 – 248103-4 (2010)
【概要】やわらかいゲルの上におかれた単一の細胞が発生する力の情報を4次元(x,y,z,t)計測した。細胞は水平方向と同じ程度の垂直方向の力を発生しており、周辺でゲルを上向きに引っ張り、中心部では逆に下向きの力を出している。また、力の非対称性は運動方向と相関があることを明らかにした。
(Phys. Rev. Lett.の表紙を飾った。また、Editor’s suggestionとSynopsisにも選ばれた。)
S. Toyabe, T. Sagawa, M. Ueda, E. Muneyuki, and M. Sano
“Experimental demonstration of information-to-energy conversion and validation of the generalized Jarzynski equality”
Nature Physics, Vol. 6, 988-992 (2010)
T. Hiraiwa, M. Y. Matsuo, T. Ohkuma, T. Ohta, and M. Sano
“Dynamics of a Deformable Self-propelled Domain”
Europhys. Lett., Vol. 91, 20001-1 – 20001-6 (2010)
【概要】変形を伴って運動する2次元ドメインの方程式を、テンソル型と界面の位相方程式型の2つの形式で導入し、それらの関係を議論するとともに、分岐解析と数値シミュレーションにより、多彩な運動形態が生じることを明らかにした。(太田隆夫:理論全般に関して緊密に議論するとともに、テンソル方程式とそのシミュレーション部分を担当。)
Kazumasa A. Takeuchi and Masaki Sano
“Universal Fluctuations of Growing Interfaces: Evidence in Turbulent Liquid Crystals”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 230601-1 – 230601-4 (2010)
【概要】1次元の成長するランダム界面のモデルであるKarder-Parisi-Zhang(KPZ)方程式は、数多くの理論研究が行われてきたが、ゆらぎの定量的実験は殆ど存在しなかった。本論文では、時間、空間の2つのスケーリング指数に加えて、界面ゆらぎが普遍的な確率分布(ランダム行列の最大固有値分布であるTW分布)に従うことを実験的に初めて明らかにした。

井上正志 原著論文(2010年度)

清水梓,九鬼伸治,浦川理,井上正志
“ポリ酢酸ビニル/ポリメチルグリシジルエーテル混合系の相溶性とダイナミックス”
Zairyo, Vol. 60, 19-23 (2011)
守島健, 井上正志
“レーザーパーティクルトラッキング法を用いた動的粘弾性測定装置の製作”
J. Society of Rheology, Japan, Vol. 38, 195-200 (2010)
Syogo Nobukawa, Osamu Urakawa, Toshiyuki Shikata, Tadashi Inoue
“Evaluation of Nematic Interaction Parameter between Polymer Segments and Low-Mass Molecules in Mixtures”
Macromolecules, Vol. 43, 6099-6105 (2010)
浦川理, 信川省吾, 四方俊幸, 井上正志
“高分子に溶解した低分子のダイナミクス”
J. Society of Rheology, Japan, Vol. 38, 41-46 (2010)

瀬戸秀紀 原著論文 (2009年度)

Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Hideki Seto, Satoshi Nakata, and Kenichi Yoshikawa
“Spontaneous Deformation of an Oil Droplet Induced by the Cooperative Transport of Cationic and Anionic Surfactants through the Interface”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 15709-15714 (2009)
【概要】水の上の油滴が自発的に変形運動を続ける、という現象を化学と非平衡物理学の立場から解明した。(KEK/PFの「PFトピックス」に取り上げられた。)
Mafumi Hishida, Norifumi L. Yamada, Kenichi Yoshikawa, and Hideki Seto
“Morphological Development of Multi-lamellar Phospholipid Film Depending on Drying Kinetics”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 051407-1 – 051407-2 (2009)
【概要】有機溶媒に溶かしたリン脂質が基盤上で乾燥膜になって行くプロセスを明らかにした。
Koichiro Sadakane, Akira Onuki, Koji Nishida, Satoshi Koizumi, and Hideki Seto
“Multilamellar Structures Induced by Hydrophilic and Hydrophobic Ions Added to a Binary Mixture of D2O and 3-Methylpyridine”
Phys. Rev. Lett., Vol. 103, 167803-1 – 167803-4 (2009)
【概要】水と3メチルピリジンの混合溶液に親水性イオンと疎水性イオンから成る塩(テトラフェニルホウ酸ナトリウム)を加えた系で、ナノスケールの秩序構造ができることを発見した。またこの秩序がタマネギ状に積層したマイクロメートルスケールの球が形成されることがわかった。(小貫明:研究全体への貢献・特に理論面、西田幸次:光学顕微鏡測定等でのサポート、遠藤仁:研究全体にわたっての議論)
(KEKからプレスリリースを出した。http://www.kek.jp/ja/news/press/2009/kalibor.html
Norifumi L. Yamada, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Youhei Kawabata, Michihiro Nagao, Takayoshi Takeda, Hideki Seto, and Mitsuhiro Shibayama
“Detector Area Expansion at iNSE Neutron Spin Echo Spectrometer”
Physica B, Vol. 404, 2607-2610 (2009)
Michihiro Nagao, and Hideki Seto
“Full Fitting Analysis of the Relative Intermediate Form Factor Measured by Neutron Spin Echo”
Physica B, Vol. 404, 2603-2606 (2009)

瀬戸秀紀 原著論文 (2007年度)

Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Hideki Seto, and Kenichi Yoshikawa
“Blebbing Dynamics in a Oil-water-surfactant System through the Generation and the Destruction of a Gel-like Structure”
Phys. Rev. E, Vol. 76, 055202(R)-1 – 055202(R)-4 (2007)
【概要】水、油、界面活性剤、パルミチン酸の4成分が平衡から遠く離れた組成で現れる自発的な変形運動の要因を明らかにした。
Koichiro Sadakane, Hideki Seto, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“A Periodic Structure in a Mixture of D2O/3-Methylpyridine/NaBPh4 Induced by Solvation Effect”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 76, 113602-1 – 113602-3 (2007)
【概要】水と3メチルピリジンの混合系に塩としてNaBPh4を加えると、1相領域においてperiodicな構造が表れることを示した。(遠藤仁:研究全般に関する議論と実験、柴山充弘:ビームタイムの提供、小貫明:研究全般に関するアドバイス)*Papers of Editor’s Choice受賞
Norifumi. L. Yamada, Mafumi Hishida, Hideki Seto, Kanta Tsumoto, and T. Yoshimura
“Unbinding of Lipid Bilayers Induced by Osmotic Pressure in Relation to Unilamellar Vesicle Formation”
Europhys. Lett., Vol. 80, 48002-1 – 48002-6 (2007)
【概要】水中で多重層リポソームになる人工リン脂質に塩を加えた時に、浸透圧の効果により膜の剥離が起きて単層ベシクルができる事を明らかにした。(瀬戸秀紀:研究全体についてのアドバイス、好村滋行:理論面での議論)
Youhei Kawabata, Hideki Seto*, Michihiro Nagao, and Takayoshi Takeda
“Pressure Effects on Bending Elasticities of Surfactant Monolayers in a Ternary Microemulsion of AOT / D2O / Decane”
The Journal of Chemical Physics, Vol. 127, 044705-1 – 044705-9 (2007)
Michihiro Nagao, Hideki Seto, and Norifumi L. Yamada
“Interaction between Droplets in a Ternary Microemulsion Evaluated by the Relative form Factor Method”
Phys. Rev. E, Vol. 75, 061401-1 – 061401-10 (2007)
【概要】中性子のコントラスト変化法を応用した「相対形状因子法」と言う解析手法を用いてマイクロエマルションの構造を調べ、モデルフリーで求めた構造因子の形状とdroplet濃度依存性よりdroplet間相互作用を明らかにした。(柴山充弘氏:解析法に関するディスカッションをした)
Koichiro Sadakane, Hideki Seto, Hitoshi Endo, and Masahiro Kojima
“Mesoscopic Structure in Near-critical Mixtures of D2O and 3-Methylpyridine with Salts”
Jounal of Applied Crystallography, Vol. 40, s527-s531 (2007)
Hideki Seto, Mafumi Hishida, Hidekazu Nobutou, Norifumi L. Yamada, Michihiro Nagao, and Takayoshi Takeda
“Strucutural Changes of Dipalmitoyl Phosphatidylcholine Aqueous Solution Induced by Temperature, Pressure, and Adding Ethanol”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 76, 054602-1 – 054602-7 (2007)
【概要】リン脂質DPPC水溶液の圧力、及びエタノール添加による構造変化を中性子小角散乱と中性子スピンエコー法を用いて調べた。その結果、構造変化に対する圧力とエタノールの効果がほぼ等しいことが分かった。また液晶相とinterdigitated相の間に新たな「膨潤相」が現れることを明らかにした。

瀬戸秀紀 原著論文 (2006年度)

Takayoshi Takeda, Norifumi L. Yamada, K. Katou, Michihiro Nagao, Hideki Seto, Youhei Kawabata, Masayasu Takeda, and Naoya Torikai
“Development of π and π/2 Flippers for a Neutron Spin Echo Spectrometer”
Jounal of Neutron Research, Vol. 15, 83-89 (2007)
Michihiro Nagao, Norifumi L. Yamada, Youhei Kawabata, Hideki Seto, Hideki Yoshizawa, and Takayoshi Takeda
“Relocation and Upgrade of Neutron Spin Echo Spectrometer, iNSE”
Physica B, Vol. 385-386, 1118-1121 (2006)
【概要】物性研の中性子スピンエコー装置iNSEの移設とアップグレードについてまとめた。(川端庸平、実験を行った)
Hideki Seto, Michihiro Nagao, and Youhei Kawabata
“Pressure-dependence of the Bending Modulus of Surfactant Monolayers in Ternary Microemulsion Systems Observed by Neutron Spin Echo”
Colloid and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 284-285, 430-433 (2006)
【概要】水、油、界面活性剤からなるマイクロエマルションの膜の曲げ弾性係数の圧力依存性を、中性子スピンエコー法を用いて調べた。 (川端庸平、実験協力)
Norifumi L. Yamada, Naoya Torikai, Tonau Nakai, Mafumi Hishida, Kenji Sakurai, and Hideki Seto
“Effects of NaI Salt on Structure of a Spin-coated DMPC Lipid Film”
Physica B, Vol. 385-386, 719-721 (2006)
【概要】スピンコートしたリン脂質膜の構造がNaIを加えることによりどう変わるのか、中性子反射率とX線反射率を用いて調べた。
Toshiji Kanaya, Nobuaki Takahashi, Koji Nishida, Hideki Seto, Michihiro Nagao, and Takayoshi Takeda
“Dynamic and Static Fluctuations in Polymer Gels Studied by Neutron Spin-echo”
Physica B, Vol. 385-386, 676-681 (2006)
【概要】高分子ゲルの構造の揺らぎを中性子スピンエコー法を用いて明らかにした。
Youhei Kawabata, Masahiro Hino, M. Kitaguchi, H. Hayashida, Seiji Tasaki, Toru Ebisawa, Dai Yamazaki, Rryoji Maruyama, Hideki Seto, Michihiro Nagao, and Toshiji Kanaya
“Development Project of Neutron Resonance Spin Echo and MIEZE Spectrometers in Japan”
Physica B, Vol. 385-386, 1122-1124 (2006)
Mafumi Hishida, Hideki Seto, P. Kaewaisa, Hideki Matsuoka, and Kenichi Yoshikawa
“Stacking Structures of Dry Phospholipid Films on a Solid Substrate”
Colloid and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 284-285, 444-447 (2006)
【概要】リン脂質dry filmの構造をX線反射率を用いて明らかにした。
Michihiro Nagao, Hideki Seto, Mitsuhiro Shibayama, and Takayoshi Takeda
“Pressure Effect on Semi-microscopic Structures in a Non-ionic Microemulsion”
Physica B, Vol. 385-386, 783-786 (2006)
【概要】非イオン性界面活性剤を含むマイクロエマルションの圧力による構造の変化について、中性子小角散乱を用いて明らかにした。(柴山充弘、実験結果の解析と議論)
Koichiro Sadakane, Hideki Seto, and Michihiro Nagao
“Long-range Periodic Structure Induced by Coupling of the Solvation Effect and Concentration Fluctuation in Water and 3-methylpyridine with Salts”
Chemical Physics Letters, Vol. 426, 61-65 (2006)
【概要】水とメチルピリジンに塩を加えた系の臨界点近傍の濃度揺らぎを中性子小角散乱により調べ、臨界揺らぎと溶媒和効果のカップリングによりセミミクロスケールの構造が形成されていることを示した。(小貫明、実験結果について議論した。)

谷口貴志 原著論文(2010年度)

Takashi Taniguchi, Miho Yanagisawa and Masayuki Imai
“Numerical investigations of the dynamics of two-component vesicles”
Journal of Physics: Condensed Matter, in press
【概要】二成分ベシクルの膜変形と膜内相分離のダイナミクスを調べた研究である。球面上での相分離のドメイン成長に対して次の3つの効果、(i)濃度揺らぎの効果、(ii)流体力学効果、(iii)組成依存膜弾性係数がどのような影響を及ぼすかを報告した。また膜変形が起こる場合、二成分ベシクルでは膜変形と相分離が膜の曲げ弾性係数を通して非常に強いが結合が生じることがわかった。そして実験で以前に報告されていた”Shape Convergence”という現象を再現し、その機構を明らかにした。(今井正幸:実験研究)
Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, and Takashi Taniguchi
“Periodic Modulation of Tubular Vesicles Induced by Phase Separation”
Phys. Rev. E, Vol. 82, 051928-1 – 051928-9 (2010)
【概要】3成分チューブ状ベシクルがLo-Ld 相への相分離する時に呈する形態変形についての研究を行った。相分離後、チューブ状ベシクルは、Lo相の面積分率に応じて2つの典型的な形状へ変形することが分かった。1つは、2つの平坦部にLo相がドメインを作った円盤形状のユニットがネックレス状につながった形であり、もう1つは長軸方向に周期的に円環状のストライプを形成するチューブ状ベシクルへの変形である。この特徴的な変形について、共同研究者として理論的な考察を行った(今井正幸:実験研究)
Ryohei Komuro, Koji Kobayashi, Takashi Taniguchi, Masataka Sugimoto, and Kiyohito Koyama
“Wall Slip and Melt-Fracture of Polystyrene Melts in Capillary Flow”
Polymer, Vol. 51, 2221-2228 (2010)
【概要】ポリスチレンメルトの不安定流動挙動をキャピラリレオメータを用いて調べた論文である。ポリスチレンには分子量の違う3つのサンプルを用い温度と分子量の効果を調べた。まず、キャピラリーレオメータの壁面近傍での流体のスリップ速度をMooney法と修正Mooney法により見積った。そして、スリップ速度は温度と共に増加すること、その応力以上でスリップが発生する臨界スリップ応力は温度と共に減少することが分かった。
Yu Mizuochi, Takashi Taniguchi, Masataka Sugimoto, and Kiyohito Koyama
“Electric Field Induced Surface Profile Change of Liquid Film on a Periodically Aligned Electrode Array ”
Journal of the Society of Rheology, Japan, Vol. 38, 81-86 (2010)
【概要】平行に周期的に並べられた電極の上に置かれた誘電性液体の表面形状が電場印加によりどのように変化するかを調べた研究である。その結果、液体フィルムの表面は電極列の周期性に応じて変形され、正極と負極の間で表面が盛り上がり、一方、電極上の中心付近では液体フィルムが凹むことが分かった。凹凸のできた表面の高さの差は界面位置での電場強度の二乗に比例することが分かった。
Shotaro Nishitsuji, Mikihito Takenaka, and Takashi Taniguchi
“Computer Simulation Study On The Shear-Induced Phase Separation In Semi-Dilute Polymer Solution By Using Ianniruberto-Marrucci Model”
Polymer, Vol. 51, 1853-1860 (2010)
【概要】溶液の粘弾性特性を表わす構成方程式としてIanniruberto-Marrucciモデルを用い、準希薄高分子溶液におけるせん断流動誘起相分離のダイナミクスをDoi-Onuki理論に基づく数値計算により調べた研究である。この数値計算スキームは、以前の著者らの研究において既に発表したもので、せん断流動印加による流動誘起構造を効率よく数値計算することが可能である。

加藤 直 原著論文(2010年度)

Makiko Ito, Yuriko Kosaka, Youhei Kawabata, and Tadashi Kato
“Transition Processes from Lamellar to Onion State with Increasing Temperature under Shear Flow in a Nonionic Surfactant/Water System Studied by Rheo-SAXS”
Langmuir, in press
Yukiko Suganuma, Masayuki Imai, Tadashi Kato, Ulf Olsson, and Tsutomu Takahashi
“Order-disorder Transition of Nonionic Onions under Shear Flow”
Langmuir, Vol. 26, 7988-7995 (2010)

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)

好村滋行 原著論文(2010年度)

Shuji Fujii, Shigeyuki Komura, Yoko Ishii, and C.-Y. David Lu,
“Elasticity of Smectic Liquid Crystals with Focal Conic Domains”
J. Phys.:Condens. Matter, in press (2011)
【概要】フォーカルコニックドメインのような欠陥構造を含むスメクチック相のレオロジーを実験的に調べた。特に転移点近傍の温度依存性やずり速度依存性に着目した。その結果、弾性率はスケーリング則に従い、フォーカルコニックドメインの表面張力が弾性を担っていることがわかった。(藤井修治:実験)
Sanoop Ramachandran, Shigeyuki Komura, Kazuhiko Seki, and Gerhard Gompper
“Dynamics of a Polymer Chain Confined in a Membrane”
European Physical Journal E, Vol. 34, 11046-3 (13pp) (2011)
【概要】2次元流体膜中に閉じ込められた高分子鎖のダイナミクスを解析し、特に周囲の溶媒による流体力学的効果を議論した。具体的には高分子鎖の緩和時間、拡散係数、動的構造因子などを計算した。ここでは、自由な膜と壁に挟まれた膜の両極限を考察した。高分子のサイズが流体力学的遮蔽長よりも大きくなると、自由な膜ではZimmモデル、壁に挟まれた膜ではRouseモデルの結果と一致することを示した。(今井正幸氏:実験的サポート)
Sanoop Ramachandran, Shigeyuki Komura, Kazuhiko Seki, and Masayuki Imai
“Hydrodynamic Effects on Concentration Fluctuations in Multicomponent Membranes”
Soft Matter, Vol. 7, 1524-1531 (2011)
【概要】生体膜における濃度ゆらぎのダイナミクスを、流体力学的効果を考慮して厳密に計算した。特に周囲の溶媒や壁の効果に着目した。その結果、大きな波数で二次元特有の振る舞いがあることを予測した。(Sanoop Ramachandran:理論解析、今井正幸:実験的サポート)
Sanoop Ramachandran and Shigeyuki Komura
“Hydrodynamic Coupling between Two Fluid Membranes”
J. Phys.: Condens. Matter, Vol. 23, 72205-1 – 72205-5 (2011)
【概要】溶媒を媒介とする、二枚の流体膜間に働く新しい流体力学的相互を提唱した。具体的には相関拡散係数の表式を得て、数値的な解析を行った。
Shuji Fujii, Yoko Ishii, Shigeyuki Komura, and C.-Y. David Lu
“Smectic Rheology Close to the Smectic-Nematic Transition”
Europhysics Letters, Vol. 90, 64001-1 – 64001-6 (2010)
【概要】サーモトロピック液晶のスメクチック・ネマチック転位点近傍でのレオロジー測定を行い、温度やずり流動による欠陥構造の変化が、レオロジー的性質にどのように反映されるかを調べた。欠陥のアンバインディング転位の傍証を得た。(藤井修治:実験、今井正幸:実験的サポート)
Sanoop Ramachandran, Shigeyuki Komura, Masayuki Imai, and Kazuhiko Seki
“Drag Coefficient of a Liquid Domain in a Two-Dimensional Membrane”
Eur. Phys. J. E, Vol. 31, 303-310 (2010)
【概要】生体膜における液体ドメインの拡散係数を解析的に求めた。特にドメインとマトリックスの粘性が異なる効果について議論した。(Sanoop Ramachandran:理論解析、今井正幸:実験的サポート)
Sanoop Ramachandran, Shigeyuki Komura, and Gerhard Gompper
“Effects of an Embedding Bulk Fluid on Phase Separation Dynamics in a Thin Liquid Film”
Europhsy. Lett., Vol. 89, 56001-1 – 56001-8 (2010)
【概要】生体膜における相分離のダイナミクスを、散逸粒子動力学法を用いて調べた。その結果、周囲の溶媒の存在によって、ドメイン成長の指数が1/3になることが分かった。これは、ドメインの拡散と合体によって進行することがわかった。(Sanoop Ramachandran:共著、今井正幸:実験的サポート)

松下裕秀 原著論文 (2006年度)

Daisuke Kawaguchi, Takashi Nishu, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Direct Observation of an Isolated Cyclic Sodium Poly(styrenesulfonate) Molecule by Atomic Force Microscopy”
Polym. J., Vol. 39, 271-275 (2007)
【概要】環状ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを調製し、それをマイカ基板上に孤立させ、環状構造を原子間力顕微鏡(AFM)により直接観察した。AFM観察より得られた見かけの分子鎖長と分子量から見積もられる分子鎖長とが対応した。
Yushu Matsushita
“The Creation of Hierarchically-Ordered Nanophase Structures In Block Polymers Having Various Competing Interactions”
Macromolecules, Vol. 40, 771-776 (2007)
【概要】3種類の複合高分子系からの新しいモルフォロジー構築についてまとめ た。第一はABC星型共重合体からのアルキメデスタイリングなど二次元タイリ ング構造、第二はブロック共重合体同士を水素結合で結んだ複合高分子からの 階層構造、第三は異なる長さを持つ多元ブロック共重合体からの二重周期構造 構築に関するものである。
Atsushi Takano, Yuki Kushida, Kayoko Aoki, Keisuke Masuoka, Kenichi Hayashida, Dong Cho, Daisuke Kawaguchi, and Yushu Matsushita
“HPLC Characterization of Cyclization Reaction Product Obtained by End-to-end Ring Closure Reaction of a Telechelic Polystyrene”
Macromolecules, Vol. 40, 679-681 (2007)
【概要】両末端間環化反応で合成した反応混合物をHPLCで精密に分析した。特に LCCC(Liquid Chromatography at the Critical Condition)法を用いて線状高分子と環状高分子の分離を高効率 で行い、前者では15量体まで、後者では5量体までの生成比を定量的に分析した。(高野敦志:試料の合成, 川口大輔:SEC を用いた分析, 松下裕秀:LCCCを用いた分析)
Kenichi Hayashida, Atsushi Takano, Shigeo Arai, Yuya Shinohara, Yoshiyuki Amemiya, and Yushu Matsushita
“Systematic Transition of the Tiling Patterns Formed by ABC Star-shaped Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 39, 9402-9408 (2007)
【概要】I(1.0)S(Y)P(2.0)で表記される3成分星型ブロック共重合体を試とし、TEMとSAXSを用いてバルク状態のシリンダー断面構造を観察した。Xが増加するにつれてタイリングパターンが変化するが、一つの成分のドメインが2種表れる構造が複数出現した。各成分のドメインを作る多角形の辺数の平均値を用いるとパターンは[4.6.12],[5,5,10],[4.6.7.10]および[4.6.12] と変化した。(松下裕秀:構造解析, 高野敦志:試料の調製)
Yutaka Ohta, Keisuke Masuoka, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Chain Dimension of Cyclic Polymers in Solutions”
Physica B-Condenced Matter, Vol. 385, 532-534 (2006)
Naoya Torikai, Atsushi Noro, Masatoshi Okuda, Fumitake Odamaki, Daisuke Kawaguchi, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Neutron reflection studies on lamellar microphase-separated structures of two-component block copolymers with composition distribution”
Physica B-Condenced Matter, Vol. 385, 709-712 (2006)
Atsushi Noro, Masatoshi Okuda, Fumitake Odamaki, Daisuke Kawaguchi, Naoya Torikai, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Chain Localization and Interfacial Thickness in Microphase-Separated Structures of Block Copolymers with Variable Composition Distributions”
Macromolecules, Vol. 39, 7654-7661 (2006)
【概要】組成分布の広い2元および3元ブロック共重合体の薄膜中の構造を中性子反射率法で解析し、特定分子のセグメント分布を調べた。2元、3元ともに短い鎖はドメイン界面付近に、長い鎖の末端はドメイン中央に局在する傾向にあるが3元の方がより局在化がより顕著である事がわかった。(松下裕秀:反射率測定と構造解析, 高野敦志:試料の調製)
Jun Masuda, Yutaka Nagata, Atsushi Noro, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Nanophase-separated Synchronizing Structure with Parallel Double Periodicity from an Undecablock Terpolymer”
Phys. Rev. Lett., Vol. 97, 098301-098301 (2006)
【概要】3成分多元ブロック共重合体から同じ方向にラメラ状の二つの周期を持つ階層構造を構築した。試料はポリ2-ビニルピリジン(P),、ポリイソプレン(I)およびポリスチレン(S)から構成されるPISISISISIP型の11元ブロック共重合体で両端のPの鎖長のみが長い。モルフォロジー観察より、P-I-S-I-S-Iを単位とした周期性の高いラメラ構造の生成を確かめた。その周期は88nm, IS 単位のそれは 16nmである。(松下裕秀:計画立案と構造解析, 高野敦志:試料の合成と構造観察)
Daisuke Kawaguchi, Keisuke Masuoka, Atsushi Takano, Keiji Tanaka, Toshihiko Nagamura, Naoya Torikai, Robert. M. Dalgliesh, Sean. Langridge, and Yushu Matsushita
“Comparison of Interdiffusion Behavior between Cyclic and Linear Polystyrenes with High Molecular Weights”
Macromolecules, Vol. 39, 5180-5180 (2006)
【概要】高純度環状ポリスチレンの薄膜中の拡散挙動を線状高分子のものと比較した。線状、環状ともに同分子量の重水素ラベルポリマーと非ラベルポリマーを用意し、シリコンウエファー上に2層薄膜を調製した。D体/H体界面の温度変化を中性子反射率法で調べ、環状分子の拡散速度は線状のものよりも大きいことを示した。(松下裕秀:試料の分子特性評価, 高野敦志:試料の合成, 川口大輔:反射率測定と構造解析)
Kenichi Hayashida, Wataru Kawashima, Atsushi Takano, Yuya Shinohara, Yoshiyuki Amemiya, Yoshinobu Nozue, and Yushu Matsushita
“Archimedean Tiling Patterns of ABC Star-shaped Terpolymers Studied by Micro-beam Small Angle X-ray Scattering”
Macromolecules, Vol. 39, 4869-4869 (2006)
【概要】高純度環状ポリスチレンの薄膜中の拡散挙動を線状高分子のものと比較した。線状、環状ともに同分子量の重水素ラベルポリマーと非ラベルポリマーを用意し、シリコンウエファー上に2層薄膜を調製した。D体/H体界面の温度変化を中性子反射率法で調べ、環状分子の拡散速度は線状のものよりも大きいことを示した。(松下裕秀:構造観察と解析, 高野敦志:試料の合成)
Atsushi Noro, Yutaka Nagata, Atsushi Tanako, and Yushu Matsushita
“A Diblock-Type Supramacromolecule via Biocomplementary Hydrogen Bonding”
Biomacromolecules, Vol. 7, 1696-1699 (2006)
【概要】2種の異なるポリマー末端にオリゴヌクレオチドユニットを複数個導入した分子を合成し、相補的核酸塩基間の水素結合を利用してブロック共重合体型の複合超分子を構築した。試料はポリスチレンの末端にデオキシアデノシンポリ4ートリメチルシリルスチレンの末端にチミジンを持つ分子である。溶液状態で2種を混合し、溶媒キャストからフィルムを得、TEM,SAXS測定から明瞭なナノ相分離構造を確認した。(松下裕秀:構造解析, 高野敦志:試料の調製)

松下裕秀 原著論文 (2007年度)

Yoshiaki Takahashi, Kenta Imaichi, Masahiro Noda, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Transient Viscoelastic Properties of Lamellae-forming Diblock Copolymers with Flow-induced Alignment”
Kobunshi Ronbunshu, Vol. 64, 437-440 (2007)
Yoshiaki Takahashi, Yuki Ojika, Yoshihiko Akazawa, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Fluctuation Effects on Viscoelastic Properties of Diblock Copolymer Solutions in Disordered State”
Polymer Journal, Vol. 39, 509-513 (2007)
Yoshiaki Takahashi, Kenta Imaichi, Masahiro Noda, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Hysteresis Behavior in Shear Rate Dependence of First Normal Stress Difference of Diblock Copolymers in Ordered State near Order-disorder Transition”
Polymer Journal, Vol. 39, 632-635 (2007)
Jun Masuda, Atsushi Takano, Jiro Suzuki, Yutaka. Nagata, Atsushi Noro, Kenichi Hayashida, and Yushu Matsushita
“Composition-Dependent Morphological Transition of Hierarchically-Ordered Structures formed by Multiblock Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 40, 4023 – 4027 (2007)
【概要】ポリイソプレン(I),ポリスチレン(S),ポリ2-ビニルピリジン(P)を成分とし、短いIとS鎖を交互につなげてその片末端或いは両末端に長さの著しく異なる6元及び11元多元ブロック共重合体のモルフォロジー転移を観察した。Pの分率の増加に伴わない球状ー柱状ーラメラ状ー逆柱状ー逆球状の転移が見られたが、IとSは常に薄い交互ラメラを形成する階層的な構造を呈した。
Kenichi Hayashida, Noriyuki Saito, Shigeo Arai, Atsushi Takano, Nobuo Tanaka, and Yushu Matsushita
“Hierarchical Morphologies Formed by ABC Star-Shaped Terpolymers”
Macromolecules, Vol. 40, 3695-3699 (2007)
【概要】ABC星型高分子の組成に伴う階層的なモルフォロジー転移を報告した。試料は3種の互いに反発し合う高分子、ポリイソプレン(I),ポリスチレン(S)とポリ(2-ビニルピリジン)(P)の混合物でI1.0S1.8PX(Xは変数)の組成を持つものである。Xが大きい範囲でcylinders-in-lamella構造(4≦X<12),lamellae-in-cylinder構造(12≦X<32)などXの増加につれていくつかの階層構造が系統的に見られた。
Hayashida Kenichi, Tomonori Dotera, Takano Atsushi, and Yushu Matsushita
“Polymeric Quasicrystal: Mesoscopic Quasicrystalline Tiling in ABC Star Polymers”
Phys. Rev. Lett., Vol. 98, 195502-195502 (2007)
【概要】ABC星型高分子が作る二次元の12回対称準結晶構造を報告した。試料の3種の互いに反発し合う高分子、ポリイソプレン(I),ポリスチレン(S)とポリ(2-ビニルピリジン)(P)が一点で結ばれた星型共重合体とホモポリマーの混合物でI1.0S2.7P2.5の組成を持つものである。透過型電子顕微鏡観察とX線小角散乱の双方から12回対称準周期構造を実証した。二次元タイリングの構成ユニットの長さは約50nmであり、金属合金(~0.5nm),カルコゲン(~2nm),液晶(~10nm)などの準周期が階層的にスケールアップしたものである。(PRL,Focusに取りあげられた。C&ENのNews of the Weekに取りあげられた。)

柴山充弘 原著論文 (2010年度)

Takuro Matsunaga, Hanako Asai, Yuki Akagi, Takamasa Sakai, Ung-il Chung, and Mitsuhiro Shibayama
“SANS Studies on Tetra-PEG Gel under Uniaxial Deformation”
Macromolecules, Vol. 44, 1203-1210 (2011)
【概要】高性能Tetra-PEGゲルの変形機構を小角中性子散乱により研究した。ゲルフィルムを5倍延伸しても散乱パターンの異方性は見られないことから、ゲル中の不均一性は殆どなく、延伸には依存しない濃度揺らぎのみが観測されることを示した。
Makiko Takeda, Takumi Kusano, Takuro Matsunaga, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“Rheo-SANS Studies on Shear-Thickening/Thinning in Aqueous Rodlike Micellar Solutions”
Langmuir, Vol. 27, 1731-1738 (2011)
【概要】紐状ミセルの構造と流動挙動について、Rheo-SANSにより系統的な研究を行った。界面活性剤と添加塩の比を系統的に変化させることで、球から有限棒、無限棒への転移を観測した。また、せん断速度を増加させるとシアシックニング現象が現れ、対応する小角散乱パターンが異方性を示した。(四方俊幸:レオロジー研究)
Mitsuhiro Shibayama
“Small-angle Neutron Scattering on Polymer Gels: Phase behavior, Inhomogeneities, and Deformation Mechanisms”
Polym. J., Vol. 43, 18-34 (2011)
【概要】高分子ゲルについての小角中性子散乱研究の最近の進歩について報告した。特に、体積相転移とミクロ相分離、不均一性、疎水性相互作用の圧力依存性、超強靱ゲルの構造解析などについて、コントラスト変調散乱解析や非干渉性散乱の精密評価などの手法を駆使してゲルの精密構造解析をおこなった。(雑誌の表紙となった)
Takamasa Sakai, Yuki Akagi, Takuro Matsunaga, Manami Kurakazu, Ung-il Chung, and Mitsuhiro Shibayama
“Highly Elastic and Deformable Hydrogel Formed from Tetra-arm Polymers”
Macromol. Rapid Commun., Vol. 31, 1954-1959 (2010)
【概要】理想的とも言える高分子網目ゲルを4分岐テトラポリエチレングリコール(Tetra-PEG)の末端交差結合により実現した。高分子濃度が160mg/mLという低い濃度であっても力学損失は0.0001以下、最大破断強度は27MPa以上であった。優れた力学物性を網目の完全性の観点から議論した。(柴山充弘:理論的考察)
Makiko Takeda, Takuro Matsunaga, Toshihiko Nishida,Hitoshi Endo, Tsutomu Takahashi, and Mitsuhiro Shibayama
“Rheo-SANS Studies on Shear Thickening in Clay-Poly(ethylene oxide) Mixed Solutions”
Macromolecules, Vol. 43, 7793-7799 (2010)
【概要】クレイー高分子溶液の流動場における構造形成を、レオメーターを搭載した小角中性子散乱装置(Rheo-SANS)を用いて研究した。せん断速度を大きくしていくと、ずり粘性減少ののちに、ずり増粘現象がみられた。それと同期して、異方性散乱パターンが現れた。この散乱関数をコントラスト変調法によって解析し、クレイおよび高分子の配向を議論した。
Mitsuhiro Shibayama and Noboru Osaka
“Pressure- and Temperature-Induced Phase SeparationTransition in Homopolymer, Block Copolymer, andProtein in Water”
Macromol. Symp., Vol. 291, 115-121 (2010)
【概要】ホモポリマー、ブロック今日重合体、およびタンパク質水溶液の相挙動と構造の圧力依存性を議論した。疎水性基の存在により、いずれも温度誘起、圧力誘起相分離を示した。これらについて、小角中性子散乱により詳細な構造解析を行った。
Takuro Matsunaga, Hitoshi Endo, Makiko Takeda, and Mitsuhiro Shibayama
“Microscopic Structure Analysis of Clay-poly(ethylene oxide) Mixed Solution in a Flow Field by Contrast-variation Small-angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 43, 5075-5082 (2010)
【概要】剪断場にあるクレイーポリエチレンオキシド(PEO)水溶液の粘度挙動と微細構造についての研究を流動中性子散乱Rheo-SANSにより行った。コントラスト変調法を援用し、剪断場にあるクレイ、PEO溶液の構造のみならずクレイーPEO間の界面構造についても詳細に検討した。(遠藤仁:コントラスト変調法による構造解析)
Koji Yoshida, Toshio Yamaguchi, Noboru Osaka, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“A Study of Alcohol-induced Gelation of β-lactoglobulin with Small-angle Neutron Scattering, Neutron Spin Echo, and Dynamic Light Scattering Measurements”
Phys. Chem. Chem. Phys, Vol. 12, 3260-3269 (2010)
【概要】種々のアルコール中におけるベータラクトグロブリン(b-LB)のアルコール変成過程を小角中性子散乱、動的光散乱、および中性スピンエコーにより研究した。b-LBはあるアルコール濃度でゲル化し、アルコール誘起アルファーへリックス構造が安定化されることなどがわかった。(柴山充弘:動的光散乱、遠藤仁:スピンエコー実験)
Manami Kurakazu, Takuya Katashima, Masashi Chijiishi, Kengo Nishi, Yuki Akagi, Takuro Matsunaga, Mitsuhiro Shibayama, Ung-il Chung, and Takamasa Sakai
“Evaluation of Gelation Kinetics of Tetra-PEG Gel”
Macromolecules, Vol. 43, 3935-3940 (2010)
【概要】テトラPEGゲルのゲル化の速度論を評価した。同一分子量をもつ対称的なA,BテトラPEGマクロマーの末端交差架橋によってえられるテトラPEGゲルでは理論予想どおりに反応がすすみ、非常に均質なゲルができることが理論からも予想された。

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)

米谷 慎 原著論文(2010年度)

Makoto Yoneya
“Toward Rational Design of Complex Nano-structured Liquid Crystals”
Chemical Record, Vol. 11, 66-76 (2011)
【概要】3次元ナノ構造を有する液晶系の分子設計について、コポリマーの相分離モデルとのアナロジー等に基づいて議論した。(多辺由佳:討論)
Makoto Yoneya, Yuka Tabe, and Hiroshi Yokoyama
“Molecular Dynamics Simulation of Condensed-Phase Chiral Molecular Propellers”
J. Phys. Chem. B, Vol. 114, 8320-8326 (2010)
【概要】軸不斉液晶単分子膜の希ガス膜透過の分子動力学計算により、膜中の軸不斉液晶分子の回転ダイナミクスを分子レベルで調べた。その結果、膜透過によりドライブされた液晶分子の長軸周り回転方向が、液晶分子のキラリティおよび膜透過の方向とに対応して分子プロペラの様に変化することが明らかとなった。(多辺由佳:実験)

田中 肇 原著論文(2010年度)

Mika Kobayashi and Hajime Tanaka
“Possible Link of the V-Shaped Phase Diagram to the Glass-Forming Ability and Fragility in a Water-Salt Mixture”
Phys. Rev. Lett. , Vol. 106, 125703-1 – 125703-4 (2011)
【概要】水・塩混合系におけるガラス形成の能力・フラジリティとV型相図との関係の可能性の研究
Alex Malins, Stephen R. Williams, Jens Eggers, Hajime Tanaka, and C. Patrick Royall
“The Effect of Inter-Cluster Interactions on the Structure of Colloidal Clusters”
Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 357, 760-766 (2011)
【概要】クラスター間相互作用によるクラスター構造への影響の研究
Hajime Tanaka
“Bond Orientational Ordering in a Metastable Supercooled Liquid: a Shadow of Crystallization and Liquid-Liquid Transition”
J. Stat. Mech., Vol. 2010, P12001-1 – P12001-27 (2010)
【概要】準安定液体おけるボンド配向秩序化:結晶化と液体・液体転移の像
Takeshi Kawasaki and Hajime Tanaka
“Formation of a Crystal Nucleus from Liquid”
PNAS, Vol. 107, 14036-14041 (2010)
【概要】液体からの結晶核形成の研究
David A. Head and Hajime Tanaka
“Superdiffusive Mass Transport as a Causal Mechanism for Large-Scale Structure Formation”
Europhysics Letters, Vol. 91, 40008-p1 – 40008-p6 (2010)
【概要】長距離構造形成機構としての拡散的物質輸送の研究
Ken-ichiro Murata and Hajime Tanaka
“Surface-Wetting Effects on the Liquid-Liquid Transition of a Single-Component Molecular Liquid”
Nature Communications, Vol. 1, Article number:16-1 – 16-9 (2010)
【概要】単成分系における液体・液体転移の界面濡れ効果の研究
Takeshi Kawasaki and Hajime Tanaka
“Structural Origin of Dynamic Heterogeneity in Three-Dimensional Colloidal Glass Formers and its Link to Crystal Nucleation”
J. Phys.: Condens. Matter, Vol. 22, 232102-1 – 232102-10 (2010)
【概要】3次元コロイドガラスにおける動的不均一性の構造的起源と結晶化との関係の研究
Hajime Tanaka*, Takeshi Kawasaki, Hiroshi Shintani, and Keiji Watanabe
“Critical-Like Behaviour of Glass-Forming Liquids”
Nature Materials, Vol. 9, 324-331 (2010)
【概要】ガラス形成液体の臨界的挙動の研究
Christian L. Klix, C. Patrick Royall, and Hajime Tanaka
“Structural and Dynamical Features of Multiple Metastable Glassy States in a Colloidal System with Competing Interactions”
Phys. Rev. Lett, Vol. 104, 165702-1 – 165702-4 (2010)
【概要】競合する相互作用を持つコロイド系における複数の準安定ガラス状態の構造とダイナミクスの特徴の研究

山本 潤 原著論文(2010年度)

A. Nishizawa, Y. Takanishi, J. Yamamoto and A. Yoshizawa
“Competition between Micro-Segregation and Anti-Parallel Alignment of an Amphiphilic Rod-Like Liquid Crystal”
Liquid Crystal, in press (2011)
【概要】コアにネマチックとスメクチック相を形成しやすい2,3-ジフルオロ-1,4-ジフェニルベンゼンを持ち、さらにバイレイヤーを形成しやすい末端ヒドロキシ基を持つ両親媒性棒状化合物の物性を調べた。その結果、スメクティックC相の温度領域で、分子の会合状態の変化に伴う3つの新しい状態があることを発見した。
S. Schymura, S. Dolle, J. Yamamoto and J. P. Lagerwall
“Filament Formation in Carbon Nanotube-doped Lyotropic Liquid Crystals”
Soft Matter, Vol. 7, 2663-2667 (2011)
【概要】リオトロピックネマティック液晶中にカーボンナノチューブを混合すると混合系の粘弾性的性質が劇的に変化し、この状態から紡糸することでカーボンナノチューブが均一に配向した捕捉長いフィラメントが作成できることを発見した。カーボンナノチューブは、リオトロピックネマティック相の棒状ミセルの中に取り込まれ、ミセルの硬さを増強し、その長さを延伸する。カーボンナノチューブが十分な濃度存在すると、繋がったミセル直鎖が互いに絡み合うため、初期の長さによらず、紡糸効果によってカーボンナノチューブの配向度とミセルの長さが結合し、正のフィードバックループとなって双方共に大きくなる。(山本 潤:協同研究)
N. Ishida, Y. Takanishi, J. Yamamoto and A. Yoshizawa
“Amphiphilic Liquid Crystal Exhibits the Smectic A to Smectic C Transition Accompanying no Layer Contraction”
Appl. Phys. Express, Vol. 4, 21701-1 – 21701-3 (2011)
【概要】強誘電性液晶(FLC)ディスプレイはμs オーダーの応答時間であるが、SmA 相からSmC 相に転移する際にジグザグ欠陥を生じることが問題となっている。この問題を解決するために、SmA-SmC 相転移での小さい層収縮をもつ液晶化合物が研究されている。我々は小さい層収縮挙動を示すことを期待して、一分子内にSmA 相の発現を促すセミパーフルオロ鎖と、SmC 相の発現を促す2,3-ジフルオロ-1,4-ジフェニルベンゼンを導入した化合物を合成し、その物性を調べた。
A. Yoshizawa, A. Nishizawa, K. Takeuchi, Y. Takanishi, and J. Yamamoto
“Interlayer Interactions Induced by Amphiphilicities of a Rod-Like Molecule Produce Frustrated Structures in Conventional Calamitic Phases”
J. Phys. Chem., Vol. 114, 13304-13311 (2010)
【概要】分子内の両親媒性によって生じるミクロ相分離は自己組織系を作る重要な概念であり、様々なカラミチック相を持つ両親性化合物の分子設計は機能的なソフトマテリアル形成の重要なツールとして研究されている。しかし、合成された化合物の多くは複雑な構造を持ち、棒状から離れている。本研究ではコアにネマチックとスメクチック相を形成しやすい2,3-ジフルオロ-1,4-ジフェニルベンゼンを持ち、さらにバイレイヤーを形成しやすい末端ヒドロキシ基を持つ両親媒性棒状化合物の物性を調べた
S. Samitsu, Y. Takanishi and J. Yamamoto
“Molecular Manipulator Driven by Spatial Variation of Liquid Crystalline Order”
Nature Materials, Vol. 9, 816-820 (2010)
【概要】ネマティック液晶中の粒子や高分子などの不純物のサイズが小さい場合、配向歪みによる欠陥が解消されて、代わりに秩序変数Sが不純物濃度fと直接結合する。我々はこの結合に着目し、高分子などを集める分子マニピュレータの原理を考案した。アゾ液晶化合物を含むネマティック液晶を用いて、限られた領域のみにUV光当てると、アゾ化合物にトランス-シス転移が誘起されて照射領域のSが低下する。混合された高分子は、秩序変数の低い領域に溶解した方が、一般にエントロピー的に有利なため集まり、濃度差によって生じた浸透圧は秩序変数Sの差に起因した自由エネルギー差とバランスする。さらに可視光を照射すると、秩序変数差が急激に解消され、蛍光高分子は拡散により一様な濃度を回復する。この現象を利用してネマティック中の高分子の異方的な拡散係数も測定した。

瀬戸秀紀 原著論文(2010年度)

Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Hideki Seto, and Kenichi Yoshikawa
“Dynamical Blebbing at a Droplet Interface Driven by Instability in Elastic Stress: A Novel Self-motile System”
Soft Matter, 7, 3204-3212 (2011)
【概要】水面上に浮かべた油滴が自発的に運動する要因を実験的・理論的に解明した。
Koichiro Sadakane, Natsuki Iguchi, Michihiro Nagao, Hitoshi Endo, Yuri B. Melnichenko, and Hideki Seto
“2D-Ising-like Critical Behavior in Mixtures of Water and 3-methylpyridine Including Antagonistic Salt or Ionic Surfactant”
Soft Matter, Vol. 7, 1334-1340 (2011)
【概要】水と3MPにantagonistic saltやイオン性界面活性剤を入れた場合に臨界現象が2D-Ising的になることを示した。(小貫明:理論面での議論、遠藤仁:実験)
Yoshiko Takenaka, Hiroyuki Kitahata, Norifumi L. Yamada, Hideki Seto, and Masahiko Hara
“Growth of Gold Nanorods in Gelled Surfactant Solutions”
Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 356, 111-117 (2011)
【概要】金ナノロッドの成長が溶液中の界面活性剤の作るナノ構造に依存することを示した。
Mafumi Hishida, and Hideki Seto
“Lamellar-lamellar Phase Separation of Phospholipid Bilayers”
Journal of Physics Conference Series, Vol. 272, 012008-1 – 012008-6 (2011)
【概要】リン脂質水溶液に塩を加えた場合に2つの違った面間隔を持つラメラ相が共存する現象が、塩析の効果により相分離が起きていると解釈することにより説明できることを示した。
Koji Mitamura, Norifumi L. Yamada, Hidenori Sagehashi, Hideki Seto, Naoya Torikai, Tsukasa Sugita, Michihiro Furusaka, and Atsushi Takahara
“Advanced Neutron Reflectometer for Investigation on Dynamic/Static Structures of Soft-Interfaces in J-PARC”
Journal of Physics Conference Series, Vol. 272, 012017-1 – 012017-5 (2011)
【概要】J-PARCに建設した中性子反射率計のアップグレードと性能評価を行った。
Yoshiko Takenaka, Hiroyuki Kitahata, Norifumi L. Yamada, Hideki Seto, and Masahiro Hara
“Gelation Effect on the Synthesis of High-aspect-ratio Gold Nanorods”
Journal of Nanoscience and Nanotechnology, in press (2011)
【概要】金ナノロッドの成長における界面活性剤溶液のゲル化の影響について調べた。
Naofumi Shimokawa, Mafumi Hishida, Hideki Seto, and Kenichi Yoshikawa
“Phase separation of a mixture of charged and neutral lipids on a giant vesicle induced by small cations”
Chem. Phys. Lett., Vol. 496, 59-63 (2010)
【概要】中性リン脂質と荷電リン脂質を混合したベシクルの相分離挙動について明らかにした。

戸田昭彦 原著論文(2010年度)

Hiroshi Kajioka, Kouji Yamada, Ken Taguchi, and Akihiko Toda
“Molecular Weight Dependence of Growth and Morphology of It-Poly(butene-1) Spherulites”
Polymer, Vol. 52, 2051-2058 (2011)
【概要】ポリブテン1およびそのブレンド物の球晶成長機構・形態形成の分子量依存性について,AFM,偏光顕微鏡法を用いて検討した。球晶を構成する微結晶の成長先端における幅と,球晶を特徴付ける相関長は,共に強い分子量依存性を示した。この結果は,球晶形成を引き起こす微結晶分岐が成長先端に形成された物質移動場の勾配による不安定性で起こることを意味する。ブレンド物の分子量依存性は,相分離や排除も考慮した実効平均分子量で決まる。(田中晋平:議論,助言)
K. Yamada, H. Kajioka, K. Nozaki, and A. Toda
“Morphology and Growth of Single Crystals of Isotactic Polypropylene from the Melt”
J. Macromo. Sci. Part B, Vol. 50, 236-247 (2011)
【概要】ポリプロピレン溶融体からの結晶化について,光学顕微鏡に加え,結晶化-急冷後の溶媒による抽出により,原子間力顕微鏡法での単結晶モルフォロジーの直接観察を行った。従来,成長キネティクスのクロスオーバー型転移が見られていた温度領域で,単結晶の晶相が短冊状から菱形へと系統的に変化し,転移に伴い想定された成長界面のラフニングは生じなかった。すなわち,従来からの解釈の再考を要する結果が得られた。
Y. Ren, A. Ma, J. Li, X. Jiang, Y. Ma, A. Toda, and W. Hu
“Melting of Polymer Single Crystals Studied by Dynamic Monte Carlo Simulations”
Euro. Phys. J. E, Vol. 33, 189-202 (2010)
【概要】高分子の結晶化・融解過程では,テーパー形状の成長先端が多くの計算機実験により報告されており,高分子結晶化特有のキネティクスが議論されている。本報告では,動的モンテカルロシミュレーションにより,融解キネティクスの律速過程を検討した。その結果,通常の融解過程では想定できない活性化障壁の存在が計算機実験によって初めて確認された。結晶化・融解両過程に共通する活性化障壁の存在が強く示唆された。
M. Maruyama, Y. Sakamoto, K. Nozaki, T. Yamamoto, H. Kajioka, A. Toda, and K. Yamada
“Kinetic Study of the II-I Phase Transition of Isotactic Polybutene-1”
Polymer, Vol. 51, 5532-5538 (2010)
【概要】ポリブテン1相転移時のX線回折強度その場測定を行った。Avramiモデルによりキネティクスを解析し,1程度の指数を得,核形成による1次のキネティクスと結論した。温度の低下に伴い,1以下の指数(引き延ばされた指数関数型)となり,特性時間の温度依存性がVogel-Fulcher型となった。ガラス転移点近傍における相転移キネティクスは非晶部の不均質性と動的性質に強く影響されると結論した。
Hiroshi Kajioka, Shigeru Yoshimoto, Ken Taguchi, and Akihiko Toda
“Morphology and Crystallization Kinetics of it-Polystyrene Spherulites ”
Macromolecules, Vol. 43, 3837-3843 (2010)
【概要】非バンド球晶をつくるitポリスチレンの結晶化について,ガラス転移温度(Tg)近傍までに渡る広い温度範囲において,球晶内部構造,球晶構成要素であるラメラ晶サイズ,結晶成長速度の間の相関を実験的に検討した。低分子系のTg近傍では,回転拡散と並進拡散のデカップルにより成長速度が粘度の温度依存性によりスケールされなくなることが知られている。本研究により,球晶内部構造,ラメラ晶サイズはTg近傍においても粘度の温度依存性によりスケールされていることが明らかになった。(田中晋平,山崎義弘,谷口貴志,田中肇:議論,助言)
Hiroshi Kajioka, Shigeru Yoshimoto, Ratan C. Gosh, Ken Taguchi, Shinpei Tanaka, and Akihiko Toda
“Microbeam X-ray diffraction of Non-Banded Polymer Spherulites of it-Polystyrene and it-Poly(butene-1) ”
Polymer, Vol. 51, 1837-1844 (2010)
【概要】サブミクロンサイズに絞られたマイクロビームX線による広角回折像のパターン変化により,itポリブテン1およびポリスチレン非バンド球晶内の微結晶の局所配向相関を明らかにした。得られた結果は我々がこれまで偏光顕微鏡像の解釈から想定していた非バンド球晶における微結晶配向の相関を支持している。

佐藤勝彦 原著論文(2010年度)

Katsuhiko Sato, Masako Ohtaki, Yuta Shimamoto, and Shin’ichi Ishiwata
“A Theory on Auto-oscillation and Contraction in Striated Muscle”
Prog. Biophys. Mol. Biol., Vol. 105, 199-207 (2010)
【概要】筋肉の自励振動を説明する理論を作った.

渡辺 宏 原著論文(2010年度)

Hiroshi Watanabe, Quan Chen, Yohji Kawasaki, Yumi Matsumiya, Tadashi Inoue, and Osamu Urakawa
“Entanglement Dynamics in Miscible Polyisoprene/Poly(p-tert-butyl styrene) Blends”
Macromolecules, Vol. 44, 1570-1584 (2011)
【概要】良く絡み合ったポリイソプレン (PI)/ポリ(p-t-ブチルスチレン)(PtBS) 相溶性ブレンド系に対する粘弾性、誘電緩和、流動光学測定から、系の絡み合い長は成分のクーンセグメントの数分率に基づく単純な一次混合則で記述されること、また、PIと PtBS は絡み合いセグメント内で協同的に Rouse 平衡化することなどを明らかにした。(井上正志:流動光学測定)
Quan Chen, Yumi Matsumiya, Yuichi Masubuchi, Hiroshi Watanabe, and Tadashi Inoue
“Dynamics of Polyisoprene-Poly(p-tert-butyl styrene) Diblock Copolymer in Disordered State”
Macromolecules, Vol. 44, 1585-1602 (2011)
【概要】相溶状態にあるポリイソプレン (PI)-ポリ(p-t-ブチルスチレン) (PtBS) ジブロック共重合体のブロック・ダイナミクスを粘弾性測定と誘電緩和測定から検討し、低温では、PIブロックが遅い PtBS ブロックにアンカーされて星形鎖と同様の緩和を示し、高温では、PIブロックとPtBS ブロックが協同的に直鎖内の部分鎖として振る舞うことなどを明らかにした。(井上正志:データ解析)
Xiushou Lu, Xiuying Qiao, Hiroshi Watanabe, Xinglong Gong, Tao Yang, Wei Li, Kang Sun, Meng Li, Kang Yang, Hongen Xie, Qi Yin, Dong Wang, Xiaodong Chen
“Mechanical and Structural Investigation of Isotropic and Anisotropic Thermoplastic Magnetorheological Elastomer Composites based on Poly(styrene-b-ethylene-co-butylene-b-styrene) (SEBS) ”
Rheol. Acta, Vol. 50, in press
【概要】SEBS に酸化鉄粒子を分散させた系に対して、成形時の磁場印加によって粒子が鎖状に並び、そのため、室温で MR 弾性を示すことを見出し、この MR 弾性の強さを粒子の鎖状構造と対応付けて解析した。
Quan Chen, Akiko Uno, Yumi Matsumiya, and Hiroshi Watanabe
“Viscoelastic Mode Distribution of Moderately Entangled Linear Polymers”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 38, 187-193 (2010)
【概要】単分散ポリスチレン、ポリ(p-t-ブチルスチレン)の線形粘弾性データの解析から、軽度に絡み合った試料についても、絡み合い緩和に由来する緩和関数のモード分布は高度に絡み合った試料のモード分布と大差がないことが明らかになった。(井上正志:議論)
Akiko Uno, Yumi Matsumiya, Yuichi Masubuchi, and Hiroshi Watanabe
“Rheological and Dielectric Behavior of Polyisoprene under Pressurized Carbon Dioxide”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 38, 117-123 (2201)
【概要】二酸化炭素を加圧・溶解したポリイソプレン (PI) の粘弾性緩和と長時間誘電緩和を対比し、系の遅いダイナミクスは通常の溶液と同様の特徴を有することや、二酸化炭素は PI にとって良溶媒であることを見出した。
Ayoung Lee, Yumi Matsumiya, Hiroshi Watanabe, Kyung Hyun Ahn, and Seung Jong Lee
“Multiple Representation of Linear Dielectric Response”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 38, 149-155 (2010)
【概要】線形応答の範囲で誘電緩和現象を複素誘電率 e* と複素誘電モジュラス 1/e* で記述する二面性を論じ、複素誘電率 e* を使用する方が、より直接的に、分子緩和過程と誘電緩和現象を関連づけることができることを明らかにした。(井上正志:議論)

香田智則 原著論文(2010年度)

Akihiro Nishioka, Yuji Aoki, Takaya Suzuki, Akira Ishigami, Tomohiro Endo, Tomonori Koda, and Kiyohito Koyama
“Dynamic Mechanical Properties of Polystyrene-block-poly[ethylene-co-(ethylene-propylene)]-block-polystyrene Triblock Copolymer/hydrocarbon Oil Blends”
J. Appl. Polym. Sci., Vol. 121, in press (2011)
【概要】ポリスチレン(PS)/ポリエチレンエチレンプロピレン(PEEP)/PS 型のトリブロックコポリマーに、可塑剤としてオイルを加えた、熱可塑性エラストマーに関する報告である。動的粘弾性の温度依存性を調べる事で、PEEPブロックの領域に対しては、オイルが可塑剤として有効に作用すること、また、PSの部分に対しても、オイルの分子量が低ければ、可塑剤として作用することを明らかにした。

川口大輔 原著論文(2010年度)

Siti Sarah Abdul Rahman, Daisuke Kawaguchi, and Yushu Matsushita
“Microphase-Separated Structures of Poly(4-tert-butylstyrene-block-4-tert-butoxystyrene) upon Gradual Changes in Segregation Strength through Hydrolysis Reaction”
Macromolecules, Vol. 44, in press (2011)
【概要】Poly(4-tert-butylstyrene) とpoly(4-tert-butoxystyrene)からなるブロック共重合体のPoly(4-tert-butoxystyrene)を加水分解したときのミクロ相分離構造を評価し、ドメイン周期と偏析力の関係を系統的に明らかにした。(川口大輔:解析、松下裕秀:総括)
Siti Sarah Abdul Rahmana, Daisuke Kawaguchia, and Yushu Matsushita
“Monomer Sequence of Partially Hydrolyzed Poly(4-tert-Butoxystyrene) and Morphology of Diblock Copolymers Composing This Polymer Sequence as One Block”
Polymer, Vol. 52, 164-171 (2011)
【概要】Poly(4-tert-butoxystyrene) が加水分解によりpoly(4-hydroxystyrene)に変わってゆく反応に関し、概ねランダムに反応が進行することをNMR解析で明らかにした。そしてPoly(4-tert-butoxystyrene)とPoly(4- tert-butylstyrene) とのブロック共重合体では、もともと相溶性を示すものが、加水分解反応の進行につれて非相溶となり相分離構造を呈することを示した。(川口大輔:解析、松下裕秀:総括)

松下裕秀 原著論文(2010年度)

Jiro Suzuki, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Dimension of Ring Polymers in Melt Studied by Monte-Carlo Simulation”
Prog. Theo. Phys. Supp., Vol. in press (2011)
【概要】環状高分子のバルク中の拡がりをモンテカルロ法により解析した。回転半径の分子量指数は、分子量が小さい場合には、理論が予想する0.4に近いが、分子量の増加とともに指数は減少し、無限大の分子量に外挿すると約3分の1となり、分子が、互いに押し合う効果が非常に大きく結果的に収縮していることを予言した。
Yushu Matsushita, Jiro Suzuki, Yuuki Izumi, Kohei Matsuoka, Shuji Takahashi, Yoshitaka Aoyama, Tomohiro Mihira, and Atsushi Takano
“Formation of Undulated Lamellar Structure from ABC Block Terpolymer Blends with Different Chain Lengths”
J.Chem.Phys., Vol. 133, 194901-194901 (2010)
【概要】ABC線状高分子が相似的にどのブロックも分子量分布を持つ場合のドメイン構造について調べた。試料の組成はA=B=Cであり、単分散ポリマーでは3相のラメラ構造を作る。分子量が異なり、組成比の等しい3つの親ポリマーを種々混合したところ、分子量分布が広くなるにつれ、ラメラ界面に揺らぎが生じ、その揺らぎは次第に周期性を帯びて波打つことを明かにした。

高西陽一 原著論文(2010年度)

Yoichi Takanishi, Isa Nishiyama, Jun Yamamoto, Youko Ohtsuka, and Atsuo Iida
“Remarkable Effect of a Lateral Substituent on the Molecular Ordering of Chiral Liquid Crystal Phases: A Novel Bromo-containing Dichiral Compound Showing SmC* Variants”
J. Mater. Chem., Vol. 21, 4465-4469 (2011)
【概要】共鳴X線散乱実験による反強誘電副次相の研究を目的として含臭素キラル液晶を合成し、その相構造を同定した。臭素の導入により、液晶相温度が130Kにも広がり、また少なくとも5つの副次相を確認した。共鳴X線散乱による構造同定結果についても報告した。(Jun Yamamoto, discussion)
Yoichi Takanishi, Youko Ohtsuka, Goro Suzaki, Suzushi Nishimura, and Hideo Takezoe
“Low Threshold Lasing from Dye-doped Cholestericliquid Crystal Multi-layered Structures”
Optics Express, Vol. 18, 12909-12914 (2010)
【概要】多層膜高分子コレステリック液晶フィルムで含色素低分子コレステリック液晶を挟んだ新しい液晶レーザー素子を作製し、特性を評価した所、従来の素子に比べしきい値が1/10に低下することがわかった。またその構造について光学計算を行い、光の状態密度のシミュレーション結果と実験結果を考察した。

八尾 誠 原著論文(2010年度)

Yoshinori Ohmasa and Makoto Yao
“Surface Waves on Non-Newtonian Viscoelastic Liquids”
Phys. Rev. E, Vol. 83, 031605-1-12 (2011)
【概要】液体の表面波のパワースペクトルを解析することにより、表面張力波やバルク・シアモードなどに分解することに成功し、これを一般の非ニュートン液体にも拡張した。
Hiroshi Iwayama, Akihiko Sugishima, Kiyonobu Nagaya, Makoto Yao, H. Fukuzawa, K. Motomura, X.-J. Liu, A. Yamada,C. Wang, K. Ueda, N. Saito, M. Nagasono, K. Tono, M. Yabashi, T. Ishikawa, H. Ohashi, H. Kimura, and T. Togashi
“Inhomogeneous Charge Redistribution in Xe Clusters Exposed to Intense Extreme Ultraviolet Free Electron Laser”
J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. Fast track , Vol. 43, 161001-1 – 161001-5 (2010)
【概要】希ガス・クラスターは絶縁体であるが、自由電子レーザーから放出される強力な極紫外光を受けると、著しく高い価数にイオン化され、生成された正電荷がクラスター全体で再分配され、表面電荷が増加する。新しい実験手法として、不感時間”ゼロ”の3次元運動量イメージング法を開発した。(SPring-8構内に建設された極紫外自由電子レーザー(UNV-FEL)を利用した、初めての学位論文)
Makoto Mizoshiri, Takena Nagao, Yuri Mizoguchi, and Makoto Yao
“Dielectric Permittivity of Room Temperature Ionic Liquids: A Relation to the Polar and Non-polar Domain Structures”
J. Chem. Phys. , Vol. 132, 164510-1 – 164510-7 (2010)
【概要】誘電的性質は、液体の溶媒としての性質の支配因子であり、新しい化学反応場として注目されている室温イオン液体についても多くの先行研究が発表されている。しかし、従来の反射法は測定手法として問題があり、また誘電的性質がイオン液体に特有なドメイン構造とどのように関係しているか不明であった。本研究は、透過法を用いることにより実験上の問題を克服し、またドメイン構造との関係も初めて明らかにした。

小貫 明 原著論文(2010年度)

Ryuichi Okamoto and Akira Onuki
“Precipitation in Aqueous Mixtures with Addition of a Strongly Hydrophilic or Hydrophobic Solute”
Phys. Rev. E , Vol. 82, 051501-1 – 051501-20 (2010)
【概要】水を含む2成分溶液に選択性の強い第3成分(塩とか疎水性不純物)を僅かに加えると、水滴もしくは油滴が一相領域でもできることを示した。選択的水和現象の際立った例である。
Ryohei Teshigawara and Akira Onuki
“Spreading with Evaporation and Condensation in One-Component Fluids”
Phys. Rev. E , Vol. 82, 021603-1 – 021603-14 (2010)
【概要】蒸発と気化を考慮した濡れ動力学。壁の温度と液膜の温度が異なる場合を扱う。
Hayato Shiba and Akira Onuki
“Jammed Particle Configurations and Dynamics in High-Density Lennard-Jones Binary Mixtures in Two Dimensions”
Prog. Theor. Phys. Suppl. 184, 232 (2010). , Vol. 184, 232-247 (2010)
【概要】2成分粒子系でサイズの異なる粒子を密に詰め込んだ状態とその動力学を大規模計算機実験で調べた。
Hayato Shiba and Akira Onuki
“Plastic Deformations in Crystal, Polycrystal, and Glass in Binary Mixtures under Shear: Collective Yielding”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 051501-1 – 051501-15 (2010)
【概要】2成分粒子系の結晶・多結晶・ガラス状態にシア流を与えた時の構造変化を大規模計算機実験で調べた。

太田隆夫 原著論文(2010年度)

Tetsuya Hiraiwa, Kyohei Shitara and Takao Ohta
“Dynamics of a Deformable Self-Propelled Particle in Three Dimensions”
Soft matter, Vol. 7, 3083-3086 (2011)
【概要】変形可能な自己推進粒子の3次元における運動の様子を計算機シミュレーションと理論解析で調べた
T. Hiraiwa, M. Y. Matsuo, T. Ohkuma, T. Ohta, and M. Sano
“Dynamics of a Deformable Self-propelled Domain”
Europhys. Lett., Vol. 91, 20001-1 – 20001-6 (2010)
【概要】変形可能な自己推進粒子の2次元運動を二つのモデルで調べた。一つは重心と変形を表現するテンソルの連立常微分方程式である。もう一つは粒子の表面の変形を表す偏微分方程式である。どちらの場合もパラメータを変化させることによって多彩なダイナミクスを得た。
Tatsuya Hiraiwa and Takao Ohta
“Linear Viscoelasticity of a Single Semiflexible Polymer Chain with Internal Friction”
J. Chem. Phys., Vol. 133, 44907-1 – 44907-6 (2010)
【概要】内部摩擦がある場合の半剛直高分子鎖の両端に振動力をかけたときの線形粘弾性応答の理論を展開した。
T. Ohkuma and T. Ohta
“Deformable Self-propelled Particles with a Global Coupling”
Chaos, Vol. 20, 23101-1 – 23101-13 (2010)
【概要】グローバルな配向相互作用をもつ回転する自己推進粒子系の位相方程式による解析と数値計算を行った。理論と数値結果とはよく一致した。

滝本淳一 原著論文(2010年度)

Tsutomu Indei and Jun-ichi Takimoto
“Linear Viscoelastic Properties of Transient Network Formed by Associating Polymers with Multiple Stickers”
J. Chem. Phys., Vol. 133, 194902-1 – 194902-13 (2010)
【概要】分子鎖中に複数の会合基を持つ会合性高分子の線形粘弾性を、1本鎖近似の範囲で計算する手法を提案し、広いパラメタ領域に対して適用した。分子鎖中で会合している基の数が少ない場合は単一の緩和時間をもつマックスウェル緩和を示すが、会合している基の数が増えると緩和時間分布が広がり、ラウス型の緩和が現れることなどを明らかにした。

野呂篤史 原著論文(2010年度)

Atsushi Noro, Mikihiro Hayashi, Akihisa Ohshika, and Yushu Matsushita
“Simple Preparation of Supramolecular Polymer Gels via Hydrogen Bonding by Blending Two Liquid Polymers”
Soft Matter, Vol. 7, 1667-1670 (2011)
【概要】カルボン酸両末端高分子とポリエチレンイミン(両者とも液状高分子)とを混合するという単純な分子設計により、超分子ポリマーゲルを調製した。1. 水素結合による引力相互作用と 2. 高分子間相分離による斥力相互作用のつり合いが、超分子ポリマーゲル調製の重要因子であることが分かった。また市販高分子のみからでも超分子ポリマーゲルを調製することができた。

下村武史 原著論文(2010年度)

Takeshi Shimomura, Tomoyuki Takahashi, Yasutaka Ichimura, Shino Nakagawa, Keiichi Noguchi, Seiji Heike, and Tomihiro Hashizume
“Relationship between Structural Coherence and Intrinsic Carrier Transport in an Isolated Poly(3-hexylthiophene) Nanofiber”
Phys.Rev.B, Vol. 83(11), 115314-1 – 115314-10 (2011)
【概要】導電性高分子ナノファイバーの形成条件を変え、その結晶性と導電性、FET特性から得られるキャリア移動度の関係を明らかとし、結晶欠陥の影響を明らかとした。
Sadaki Samitsu, Takeshi Shimomura, Seiji Heike, Tomihiro Hashizume, and Kohzo Ito
“Field-Effect Carrier Transport in Poly(3-alkylthiophene) Nanofiber Networks and Isolated Nanofibers”
Macromolecules, Vol. 43, 7891-7894 (2010)
【概要】側鎖の長さを変えながら、導電性高分子ナノファイバーからなる電界効果トランジスターのキャリア移動度を測定した。1本レベルの測定では薄膜とは異なり、キャリア移動度が側鎖の長さに依存しないことが明らかとなった。また、その移動度は0.01cm^2/(Vs)と比較的高いものであった。

氏家誠司 原著論文(2009年度)

吉見剛司,氏家誠司
“親水性骨格を有する高分子液晶のLangmuir-Blodgett膜形成と光応答”
高分子論文集, Vol. 67, 61-67 (2010)
【概要】親水性骨格を有する高分子液晶を用いて,Langmuir-Blodgett膜の作製を行った.その膜の光応答性を調べ,膜内での高分子液晶分子の応答性および自己組織化について明らかにした.
Takeshi Yoshimi and Seiji Ujiie
“Orientational Behavior of Ionic Liquid Crystal Polymers and Their Nonionic Family”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 511, 319-326 (2009)
【概要】イオン液晶高分子およにそれに対応するノニオン液晶高分子の配向挙動について調べた.液晶状態および配向薄膜での分子配向構造について比較した.(折原宏:結果について議論)
E. Otsu, A. Sato, T. Utsunomiya, Y. Araki, S. Ujiie
“Chromosome Analysis of Human Refrozen Embryos Following Fluorescence in Situ Hybridization”
Reprod Med Biol, Vol. 8, 103-108 (2009)
【概要】生殖補助医療において受精卵核をターゲットとしたFISH法を適切に用いることで,安全性や効率性の向上に資する有益な知見を見出した.

谷口貴志 原著論文 (2009年度)

Yuka Sakuma, Takashi Taniguchi, and Masayuki Imai
“Binary Giant Vesicles with Pore Opening and Closing Ability”
Biophysical Journal, Vol. 99, 472-479 (2010)
【概要】DHPCとDPPCの二成分ベシクル系において、一相状態から温度を下げて相分離を起させると膜にpore(穴)が形成され、pore周辺の膜がroll状に変形する現象が起こることが実験的に観測された。この現象の理論的な考察の部分を谷口が受け持ち、poreの周辺部の膜の縁を通した内外膜間のDHPC分子の輸送とpore の縁周辺部の内外膜の局所組成差により生じる自発曲率が、roll状構造の起源であることを数値計算により明らかにした。(今井正幸:実験研究、谷口貴志:理論、シミュレーション)
Masataka Sugimoto, Takumi Koizumi, Takashi Taniguchi, Kiyohito Koyama, Katsuhiro Saito, Daigo Nonokawa, and Tsuyoshi Morita
“Melt Rheology of Hyperbranched Polystyrene Synthesized with Multi-site Macromonomer”
Journal of Polymer Science Part B, Polymer Physics, Vol. 47, 2226-2237 (2009)
【概要】デンドリックマクロモノマーにより合成された多分岐ポリスチレン共重合体の溶融レオロジー特性を調べた研究である。結果として、時間-温度換算則の原理が多分岐ポリスチレンの系にも適応できることが分かった。線状のPSと比較して、多分岐PSは多数の分岐が存在しているにも関わらずらず、少し低いゼロせん断粘度を示した。多分岐PS は線状のPSと比較して伸長粘度の増加を示すことが分かった。
Yosuke Kadomae, Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, and Kiyohito Koyama
“エレクトロスピニングにおける紡糸条件と変形挙動の関係”
(Relation between Spinning Conditions and Jet Profile in Electrospinning)
成型加工, Vol. 21, 627-632 (2009)
【概要】エレクトロスピニングにおける印加電圧と相対湿度が繊維の変形挙動に及ぼす影響を調べた。ニードル先端付近の紡糸挙動は揮発性の無いニュートン流体の紡糸の理論挙動に良好に一致することが分かった。また印加電圧が高くなるにつれて平均繊維系は太くなり、ビーズの形成されるようになった。また、湿度の影響として、湿度が低いときの方が繊維径は太くなるが均一な繊維が形成されることが分かった。
Yosuke Kadomae, Yasuhide Maruyama, Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, and Kiyohito Koyama
“Relation between Tacticity and Fiber Diameter in Melt-Electrospinning of Polypropylene”
Fibers and Polymers, Vol. 10, 275-279 (2009)
【概要】粘度を一定に保ったまま、ポリプロピレン(PP)溶融体のアタクチック成分とアイソタクチック成分の比を変化させたブレンドPPを作成し、各試料に対し溶融静電紡糸を行った。その結果、PP試料中の高タクティシティ成分の分量が多くなるほど、静電紡糸で形成される糸の直径が小さくなることが分かった。
Osamu Takiguchi, Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, and Kiyohito Koyama
“Elongational Behavior of Epoxy During Curing”
Journal of Applied Polymer Science, Vol. 44, 1018-1024 (2009)
【概要】臨界ゲル時間をまたがる待ち時間で硬化させたエポキシ/硬化剤系の伸長流動特性を調べた研究である。この系の動的粘度測定を行い、臨界ゲル時間をWinterとChambonによって提唱されたG’とG’’の周波数依存性の法則に従って決定した。様々な硬化時間で作成したエポキシの伸長流動特性を測定した結果、臨界ゲル時間を超えて硬化させたエポキシは伸長歪み硬化性と架橋したゴムと同じ伸長流動特性を示すことが分かった。
Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, Yuji Aoki, and Kiyohito Koyama
“Rheology and Morphology Change with Temperature of SEBS/Hydrocarbon Oil Blends”
Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, Vol. 47, 995-965 (2009)
【概要】SEBSへの炭化水素オイルを添加が系のレオロジーと相構造に及ぼす影響を調べた論文である。オイル無添加のSEBSは高温でも非常に長い緩和時間を示し、一方、添加オイルを50wt%添加した系(SEBS-A3)の弾性率G’は温度を上昇させるとODT温度で急激に減少することが分かった。また、様々な温度でAFMを用いてモルフォロジー観察を行い、SEBS-A3は室温から臨界温度まで球状構造を示すことが分かった。
Takashi Taniguchi
“Self-Consistent Field Theory and Density Functional Theory for Self-Organization in Polymeric Systems”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 78, 041009-1 – 041009-11 (2009)
【概要】高分子ブレンド、高分子ブロック共重合体が示す自己会合構造の平衡状態を理論的に計算する方法である自己無撞着場理論、密度汎関数理論についてのレビューである。

多辺由佳 原著論文(2010年度)

Yoko Ishii, Shin-ya Sugisawa, and Yuka Tabe
“Anomalous Deformation of Smectic Liquid Crystal Bubbles under DC Electric Field”
Mol. Cryst. Liq. Cryst. in press
【概要】スメクチック液晶のバブルを高電場下に置いた時に見られる静的変形と動的変形を観察・解析した。静的変形からはスメクチック薄膜の表面張力を決定し、動的変形では振動現象を定量的に解析した。
Kazuyoshi Seki, Ken Ueda, Yu-ichi Okumura, and Yuka Tabe
“Non-Equilibrium Dynamics of 2D Liquid Crystals Driven by Transmembrane Gas Flow”
J. Phys.: Condens. Matter, Vol. 22, in press
【概要】キラル液晶自己保持膜に気体を透過させた際に生じる分子集団歳差運動の、透過気体依存性について報告した。大きな双極子モーメントを持つ気体を自発分極の大きな液晶膜に透過させると、集団歳差の方向が膜厚に依存して反転する。その解析と、液晶膜に微粒子を置いた際の力についても報告した。
Go Watanabe, Jun-ichi Saito, Nobuyuki Kato, and Yuka Tabe
“Orientational Correlations in Two-dimensional Liquid Crystals Studied by Molecular Dynamics Simulation”
J. Chem. Phys., Vol. 134, 54513-1 – 54513-6 (2011)
【概要】気液界面の二次元液晶の配向相関を分子動力学計算で調べた。二次元ネマチック、スメクチックC相のいずれにおいても相関関数は距離のべき乗で表され、その指数の違いによって光学異方性の有無が決定されていることを明らかにした。

渡辺 宏 原著論文 (2009年度)

Xiuying Qiao, Mingwen Bai, Ke Tao, Xinglong Gong, Rui Gu, Hiroshi Watanabe, Kang Sun, Jingyuan Wu, and Xiaoyu Kang
“Magnetorheological Behavior of Polyethyene Glycol-Coated Fe3O4 Ferrofluids”
J. Soc. Rheol. Japan, Vol. 38, 23-30 (2010)
【概要】PEG をコートした Fe3O4磁性粒子を低分子量の PEG 中に分散させた磁性流体について、真の降伏値を伴わない擬塑性型の MR 効果を見出し、これが磁性粒子の不連続なクラスター形成に由来することを明らかにした。
Amish J. Patel, Simon Mochrie, Suresh Narayanan, Alec Sandy, Hiroshi Watanabe, and Nitash P. Balsara
“Dynamic Signatures of Microphase Separation in a Block Copolymer Melt Determined by X-ray Photon Correlation Spectroscopy and Rheology”
Macromolecules, Vol. 43, 1515-1523 (2010)
【概要】動的 X 線散乱測定とレオロジー測定から、disordered state にあるスチレン-イソプレン (PS-PI) ジブロック共重合体が、個々にブロック鎖の緩和、濃度揺らぎ、過渡的ミセル構造の拡散に対応する階層的ダイナミクスを示すことを見出した。
Xiuying Qiao, Wei Li, Hiroshi Watanabe, Kang Sun, and Xiaodong Chen
“Rheological Behavior of Biocomposites of Silk Fibroin Fiber and Poly (ε-caprolactone) : Effect of Fiber Network”
J. Polym. Sci. B: Polym. Phys., Vol. 47, 1957-1970 (2009)
【概要】絹繊維を充填したポリ(ε-カプロラクトン)の溶融レオロジー挙動が、絹繊維のベンディングに支配されていることを実験・理論の両面から示し、このベンディングが固体状態の複合体の力学強度を決定することも明らかにした。
Yumi Matsumiya, Tadashi Inoue, Tomohito Iwashige, and Hiroshi Watanabe
“Dielectric Relaxation of Polymer/Carbon Dioxide Systems”
Macromolecules, Vol. 42, 4712-4718 (2009)
【概要】加圧下の二酸化炭素が高分子に与える効果は通常の可塑化効果に近いが、セグメントダイナミクスのブロードニングをもたらさないという意味においては、特異的であることを見出し、この特異性が二酸化炭素の高い運動性に由来することを示した。
Takashi Uneyama, Yuichi Masubuchi, Kazushi Horio, Yumi Matsumiya, Hiroshi Watanabe, Jai A. Pathak, and C. Michael Roland
“Theoretical Analysis of Rheodielectric Response of Type-A Polymer Chains”
J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., Vol. 47, 1039-1057 (2009)
【概要】ずり流動下のA型高分子鎖がずり勾配方向に示す誘電緩和に対して Green-Kubo 表式を検討し、少なくともずり速度の2次項まではこの表式が成立することを見出した。

西田幸次 原著論文(2010年度)

Harutoshi Asakawa, Koji Nishida, Go Matsuba, Toshiji Kanaya, and Hiroki Ogawa
“Crystallization of Isotactic Polypropylene from Mesomorphic Phase: A Constant Heating Rate Study”
Journal of Physics: Conference Series, Vol. 272, 012024-1 – 012024-4 (2011)
【概要】ポリプロピレンのメゾ相の安定化エネルギーを定量的に求めた。

折原 宏 原著論文(2010年度)

Hiroshi Orihara, Yuki Nishimoto, Kohei Aida, Yang Ho Na, Tomoyuki Nagaya, and Seiji Ujiie
“Morphology and Rheology of an Immiscible Polymer Blend Subjected to a Step Electric Field under Shear Flow”
Journal of Physics: Condensed Matter, in press
【概要】せん断流下で非相溶高分子ブレンドにステップ電場を印加したときの構造変化とせん断応力を測定し、界面テンソルに基づいてこれらの関係を議論した。
Hiroshi Orihara, Yuki Nishimoto, Kohei Aida, and Yang Ho Na
“Three-dimensional Observation of an Immiscible Polymer Blend Subjected to a Stepelectric Field under Shear Flow”
Phys. Rev. E, Vol. 83, 026302-1 – 026302-8 (2011)
【概要】粘度の等しい高分子ブレンドにせん断流下でステップ電場を印加したときの構造変化を観測し、同時にせん断応力を測定した。さらに、応力をバルクの粘度、界面張力、電気的な応力からの寄与に分離し、界面テンソルに基づいて、構造と応力の関係を明らかにした。(太田隆夫:理論的サポート)

土井正男 原著論文(2010年度)

Masao Doi
“Onsager’s Variational Principle in Soft Matter”
J. Phys. Cond Matt., in press
【概要】ソフトマターの非線形、非平衡の拡散やレオロジーの現象を記述する方程式が古典的なOnsagerの変分原理から導出できることを示し、Onsagerの変分原理がソフトマター物理の共通の基本原理であることを主張した。
Masatoshi Morishita, Masaru Kobayashi, Tetsuo Yamaguchi, and Masao Doi
“Observation of Spatio-temporal Structure in Stick-slip Motion of an Adhesive Gel-sheet”
J. Phys. Condensed Matter, Vol. 22, 365104-1 – 365104-6 (2010)
【概要】面積一定のフィルムを上面に貼り付けたゴムの下面をガラス板上で滑らすたときに、ゴムの中に蓄えられる歪みエネルギーの空間分布を可視化し、摩擦におけるメソスケールダイナミクスを明らかにした。
Masakazu Takata, Tetsuo Yamaguchi, and Masao Doi
“Friction Control of a Gel by Electric Field in Ionic Surfactant Solution”
J. Phys. Soc. Jpn Letters, Vol. 79, 063602-1 – 063602-3 (2010)
【概要】イオン性の溶媒をしみこませたゲルに電場をかけるとゲルと基板の摩擦を増大させたり、低減させることができることを示した。

今井正幸 原著論文(2010年度)

Yuka Sakuma, Naohito Urakami, Yusuke Ogata, Michihiro Nagao, Shigeyuki Komura, Toshihiro Kawakatsu, and Masayuki Imai
“Diffusion of Domains on Nanometer Sized Vesicle”
J. Phys. Conf. Ser., Vol. 251, 12036-40547 (2010)
【概要】多成分ベシクルの相分離により生じたドメインのスローダイナミクスを中性子スピンエコー法で調べた。(好村滋行:理論的考察、川勝年洋:理論的考察)
Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, and Takashi Taniguchi
“Periodic Modulation of Tubular Vesicles Induced by Phase Separation”
Phys. Rev. E, Vol. 82, 51928-40552 (2010)
【概要】チューブ状ベシクルを相分離させるとベシクルの形態が球状ベシクルが繋がった数珠状ないしは変調縞構造へと転移する事を見出した。(谷口貴志:理論的考察)
Yuno Natsume, Olivier Pravaz, Hirohisa Yoshida, and Masayuki Imai
“Shape Deformation of Giant Vesicles Encapsulating Charged Colloidal Particles”
Soft Matter, Vol. 6, 5359-5366 (2010)
【概要】コロイド粒子を内包するとベシクルが球状のベシクルが繋がった数珠玉構造になる事を明らかにした。(谷口貴志:理論的考察)
Yuka Sakuma, Takashi Taniguchi, and Masayuki Imai
“Pore Formation in a Binary Giant Vesicle Induced by Cone-Shaped Lipids”
Biophys. J., Vol. 99, 472-479 (2010)
【概要】シリンダー型脂質とコーン型脂質からなる2成分ベシクルで相分離と結合させることにより、孔の開閉を制御できる事を見出し、その理論モデルを提案した。(谷口貴志:理論的考察)
Yukiko Suganuma, Masayuki Imai, Tadashi Kato, Ulf Olsson, and Tsutomu Takahashi
“Order-disorder Transition of Nonionic Onions under Shear Flow”
Langmuir, Vol. 26, 7988-7995 (2010)
【概要】非イオン性界面活性剤のラメラ相にずり流動をかけたときのオニオン構造形成の動的相図を温度とずり速度の関数として評価し、re-entrantな挙動を見出した。(藤井修治・加藤直:実験データの考察)

川端庸平 原著論文(2010年度)

Youhei Kawabata, Tomoaki Shinoda, and Tadashi Kato
“Vesicle Growth and Deformation in a Surfactant Solution Below the Krafft Temperature”
Phys. Chem. Chem. Phys., 13, 3484-3490 (2011)
【概要】非イオン界面活性剤水溶液においてクラフト温度以下で自発的に形成されるベシクルの形成過程とクエンチ温度依存性を調べた。(加藤教授との共同研究)

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.

川勝年洋 原著論文(2010年度)

Giuseppe Milano and Toshihiro Kawakatsu
“Pressure Calculation in Hybrid Particle Field Simulations”
J. Chem. Phys., Vol. 133, 214102-1 – 214102-13 (2010)
【概要】分子動力学シミュレーションと自己無撞着場理論を組み合わせた「粒子-連続場ハイブリッド描像」によるシミュレーションにおいて、応力を効率よく計算する手法を開発した。

田中晋平 原著論文 (2010年度)

Shinpei Tanaka
“Slow Molecular Dynamics Close to Crystal Surfaces during Crystallization of a Protein Lysozyme Studied by Fluorescence Correlation Spectroscopy”
J. Chem. Phys., Vol. 133, 95103-95103 (2010)
【概要】卵白リゾチームの2つの結晶形の表面近傍の分子ダイナミクスを蛍光相関分光法により調べた。その結果、針状球晶の表面付近には、タンパク質分子はゆるく凝集した状態にあることがわかった。この凝集状態と結晶成長の不安定化について議論した。(J. Chem. Phys.のResearch highlightとして、ウェブサイトのトップページを飾った。また同ページにてPress releaseもおこなった。)

折原 宏 原著論文 (2009年度)

Ken-ichi Mimura, Yuki Nishimoto, Hiroshi Orihara, Makoto Moriya, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
“Synthesis of Transparent and Field-Responsive BaTiO3 Particle/Organosiloxane Hybrid Fluid”
Angew. Chem. Int. Ed., Vol. 49, 4902-4906 (2010)
【概要】チタン酸バリウムナノ粒子分散系電気粘性流体を合成し、そのレオロジー特性および構造を解明した。
Andika Fajar and Hiroshi Orihara
“Second-harmonic Dielectric Response of an Antiferroelectric Liquid Crystal under DC Electric Fields”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 031710-1 – 031710-5 (2010)
【概要】外部電場により対称性を低下させ、反強誘電性液晶の第2高調波を観測した。
Kohei Aida, Yang Ho Na, Tomoyuki Nagaya, and Hiroshi Orihara
“Storage Shear Modulus of Columnar Structure Formed in an Immiscible Polymer Blend under Electric Fields”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 041807-1-5 (2009)
【概要】非相溶高分子ブレンドに電場を印加した際に形成されたカラム構造の剛性率を測定し、その起源を明らかにした。(羅亮皓:解析、長屋智之:画像処理)
Andika Fajar and Hiroshi Orihara
“Dielectric Relaxation under DC Field in an Antiferroelectric Liquid Crystal MHPOCBC”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 511, 1709-1717 (2009)
【概要】DC電場下において反強誘電性液晶MHPOCBCの誘電緩和を明らかにした。

奥薗 透 原著論文(2010年度)

Tohru Okuzono, Naoto Aoki, Tadashi Kajiya, and Masao Doi
“Effects of Gelation on the Evaporation Rate of Polymer Solutions”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 79, 094801-1 – 094801-3 (2010)
【概要】溶液の乾燥現象において、溶媒の蒸発速度が液体の状態すなわち、モノマー溶液、高分子溶液、あるいはゲルによって異なるこをと実験的に示した。また、化学ゲルと物理ゲルで蒸発速度が大きく異なることを示した。(奥薗:理論および実験結果の解釈、土井:実験結果の解釈および全体のまとめ)
Tadashi Kajiya, Wataru Kobayashi, Tohru Okuzono, and Masao Doi
“Controlling Profiles of Polymer Dots by Switching between Evaporation and Condensation”
Langmuir, Vol. 26, 10429-10432 (2010)
【概要】基板上の高分子溶液の乾燥後に残された固体状の物質を高濃度の蒸気に曝すと固形物質が再流動化することを実験的に示した。さらに蒸気に曝す時間を変化させることにより、再び乾燥した後の固形物質の形状を制御できることを示した。(奥薗:実験結果の理論的解釈、土井:考察および全体の総括)
Masaru Kobayashi, Masato Makino, Tohru Okuzono, and Masao Doi
“Interference Effects in the Drying of Polymer Droplets on Substrate”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 79, 044802-1 – 044802-6 (2010)
【概要】基板上の高分子液滴の乾燥過程を、気相における溶媒の拡散場と液滴内部のダイナミクスを連成させたモデルによって理論、数値的に解析した。特に、複数の液滴の乾燥においては、気相の拡散場を介した干渉効果により乾燥後の液滴形状に非対称性が現れることを示した。(奥薗:モデル化およびシミュレーション結果に対する理論的考察、土井:理論および総括)

木村康之 原著論文(2010年度)

Naoki Yamamoto, Masatoshi Ichikawa, and Yasuyuki Kimura
“Local Mechanical Properties of a Hyperswollen Lyotropic Lamellar Phase”
Phys. Rev. E, Vol. 82, 021506-1-021506-8 (2010)
【概要】膨潤したリオトロピックラメラ相に層間隔より小さな蛍光コロイド粒子を分散し、その運動からラメラ相の局所的力学物性測定を行なった。粒子の揺らぎおよびレーザーピンセットを用いた粘度測定からラメラ中で粒子の感じる有効粘度が水の粘度の数倍大きくなることが明らかとなった。(市川正敏:実験および解析)
Noboru Kondo, Yasutaka Iwashita, and Yasuyuki Kimura
“Dependence of Interparticle Force on Temperature and Cell Thickness in Nematic Colloids”
Phys. Rev. E, Vol. 82, 020701(R)-1-020701(R)-4 (2010)
【概要】ネマチック液晶中に分散したコロイド粒子間相互作用の温度依存性およびセル厚依存性を光ピンセットを用いて測定した。得られた結果を液晶場と静電場のとのアナロジーを用いた理論と比較し、両者が定量的によい一致を示すことを明らかにした。(岩下靖孝:議論、市川正敏:実験および議論、福田順一:理論および議論)
Hitoshi Uemura, Masatoshi Ichikawa, and Yasuyuki Kimura
“Crossover Behavior in Static and Dynamics Properties of a Single DNA Molecule from Three to Quasi-two Dimensions”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 051801-1-051801-7 (2010)
【概要】希薄および重なり濃度近傍のDNA溶液中で、蛍光ラベルされたDNA1分子の形態、運動を観測した。その際、セル厚を変化させて、形態および並進、回転拡散に対して空間的拘束の及ぼす影響を定量的に議論した。(市川正敏:実験および解析)

松下裕秀 原著論文(2010年度)

Atsushi Noro, Yoshio Sageshima, Shigeo Arai, and Yushu Matsushita
“Preparation and Morphology Control of Block Copolymer/Metal Salt Hybrids via Solvent-Casting by Using a Solvent with Coordination Ability”
Macromolecules, Vol. 43, 5358-5364 (2010)
【概要】ポリスチレン(S)とポリ(4ビニルピリジン)(P)からなる 二元ブロック共重合体(S:P=79:21、M=37k)と塩化鉄(Ⅲ)とを、溶媒ピリジン中にて混合比を変化させて混合し、均一なキャスト膜を得た。ナノメートルスケールでは塩化鉄(Ⅲ)がP相に均一分散したナノ相分離構造が確認された。塩化鉄(Ⅲ)を加えるにつれて球状、柱状、ラメラ状と構造転移し、さらに過剰に加えることによって塩化鉄(Ⅲ)がP相から溢れ出すことも分かった。

佐藤勝彦 原著論文(2009年度)

Katsuhiko Sato, Xue Feng Yuan, and Toshihiro Kawakatsu
“Why does Shear Banding Behave Like First-order Phase Transitions? Derivation of a Potential from a Mechanical Constitutive Model”
Eur. Phys. J. E, Vol. 31, 135-144 (2010)
【概要】流れに誘起される速度場の相分離現象(シアバンディング)にも熱力学的関数に相当するスカラー量が存在することを,シアバンディングを記述する力学的構成方程式(Johnson-Segalman方程式)からその量を抽出することによって示した。また其の量の一般性について議論した。(川勝年洋:研究の方向性の決定、解析計算、数値計算を行う上での議論とアドバイス、論文の作成(佐藤と共に行った))

太田隆夫 原著論文 (2009年度)

Tsutomu Hamada, Yuichi Hirabayashi, Takao Ohta, and Masahiro Takagi
“Rhythmic Pore Dynamics in a Shrinking Lipid Vesicle”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 051921-1 – 051921-8 (2009)
【概要】界面活性剤溶液中でのベシクルに化学反応によって穴があく現象の実験と理論的研究である。(濱田氏の主たる研究であり、太田は現象論的解釈を行った。)
Takao Ohta, Takahiro Ohkuma and Kyohei Shitara
“Deformation of a Self-propelled Domain in an Excitable Reaction-diffusion System”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 056203-1 – 056203-12 (2009)
【概要】興奮性反応拡散方程式からドメインの変形と推進を表す発展方程式を導出した。また、自己推進するドメインの形を決定した。(佐野グループの生体細胞の運動と形態の研究と関連)
Tetsuya Hiraiwa and Takao Ohta
“Viscoelasticity of a Single Semiflexible Polymer Chain”
Macromolecules, Vol. 42, 7553-7562 (2009)
【概要】半剛直な高分子一本鎖の線形粘弾性を理論的に調べた。(影島賢巳、佐野雅己:関係する実験)
Takao Ohta and Takahiro Ohkuma
“Deformable Self-Propelled Particles”
Phys. Rev. Lett., Vol. 102, 154101-1-154101-4 (2009)
【概要】重心速度とともに円形から変形する自己推進粒子の運動方程式を導入した。直線運動が不安定化し円運動が起こる分岐を発見した。粒子の配向に関してグルーバルな相互作用を導入すると、相互作用の大きさによって、局在運動、カオス的拡散運動、直線的運動が現れることを示した。

柴山充弘 原著論文 (2009年度)

Hiromitsu Kawada, Takuji Kume, Takuro Matsunaga, Hidetaka Iwai, Tomohiko Sano, and Mitsuhiro Shibayama
“Structure and Rheology of a Self-Standing Nanoemulsion”
Langmuir, Vol. 26, 2430-2437 (2010)
【概要】高圧乳化法によりナノメーターオーダーのオイルドロップレットからなるナノエマルションを作成した。このナノエマルションは溶質濃度が低いにもかかわらず流動性を持たない。小角中性子散乱で研究したところ、半径約17nmの球状粒子が規則構造をもっていた。また動的光散乱からは協同拡散も観測された。これらから非流動性は結晶様な微細構造に起因すると結論づけた。
Shyamal Kumar Kundu, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Effect of Salt Content on the Rheological Properties of Hydrogel Based on Oligomeric Electrolyte”
J. Phys. Chem. B, Vol. 114, 1541-1547 (2010)
【概要】電解質オリゴマーゲル化剤からなるハイドロゲルのゲルの堅さ、およびせん断破壊後のゲル回復挙動における塩の効果を動的光散乱とレオロジー測定により研究した。塩添加により、ゾルーゲル温度は上昇し、salting-in効果が観測された。その一方で、塩添加によりゲルは脆くなった。
Yuki Akagi,Takuro Matsunaga, Mitsuhiro Shibayama, Ung-il Chung, and Takamasa Sakai
“Evaluation of Topological Defects in Tetra-PEG Gels”
Macromolecules, Vol. 43, 488-493 (2010)
【概要】4つの腕をもつマクロマーの末端交差架橋によって得られるテトラPEGゲルの網目欠陥について研究した。弾性有効網目鎖EECを弾性率、およびMiller-Macoskoモデルに基づく反応率から見積もったところ、EEC濃度はアフィンモデルとファントムモデルから予想される値の間にあることがわかった。また絡み合いやループの割合は無視できるほどに小さいことがわかった。
Takuya Suzuki, Noboru Osaka, Hitoshi Endo, Mitsuhiro Shibayama, Yuko Ikeda, Hanako Asai, Norihito Higashitani, Yota Kokubo, and Shinzo Kohjiya
“Nonuniformity in Cross-Linked Natural Rubber as Revealed by Contrast-Variation Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 43, 1556-1563 (2010)
【概要】架橋天然ゴムの微細構造の架橋剤濃度依存性をコントラスト変調中性子散乱により研究した。架橋剤としてはジクミルペルオキシドを用いた。架橋ゴムを重水素化トルエンで膨潤することにより架橋不均一性を顕在化させ(膨潤可視化法)、不均一性ドメインの大きさや天然ゴムに含まれるタンパク質由来凝集構造の定量化を行った。
Noboru Osaka, Mitsuhiro Shibayama, Tatsuya Kikuchi, and Osamu Yamamuro
“Quasi-Elastic Neutron Scattering Study on Water and Polymer Dynamics in Thermo/Pressure Sensitive Polymer Solutions”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 12870-12876 (2009)
【概要】準弾性中性子散乱、動的光散乱を用いて、濃厚水溶液中におけるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)の水和状態を温度および圧力の関数として研究した。水の拡散係数は、PNIPAの下限臨界共溶温度(LCST)以下では、圧力と共に増大し、以上では、逆に圧力とともに低下した。これより、LCSTでの拡散係数の跳びは圧力と共に減少することが分かった。これらの知見をもとに水和の圧力依存性を議論した。
Koichi Mayumi, Michihiro Nagao, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Dynamics of Polyrotaxane Investigated by Neutron Spin Echo”
Physica B, Vol. 404, 2600-2602 (2009)
【概要】分子ネックレスとして知られるポリロタキサンのダイナミクスを中性子スピンエコー法により研究した。環状分子であるシクロデキストリンが包摂されることにより軸分子のポリエチレングリコールのダイナミクスが遅くなることを観測した。この現象を包摂による軸高分子のstiffeningで説明することができた。(柴山充弘、遠藤仁:中性子散乱実験)
Toshihiko Nishida, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Huan-jun Li, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Deformation Mechanism of Nanocomposite Gels Studied by Contrast Variation Small-angle Neutron Scattering”
PHYSICAL REVIEW E., Vol. 80, 030801-1 – 030801-4 (2009)
【概要】コントラスト変調中性子散乱法を初めて異方性散乱パターンの解析に応用し、ナノコンポジットゲルの変形機構の研究を行った。クレイおよび高分子鎖のそれぞれの部分散乱関数に加え、それらの交差項の部分散乱関数を評価した。その結果、延伸に伴って、クレイの配向、高分子の配向・延伸挙動が起こるだけでなく、クレイ表面に吸着した高分子鎖の剥離がナノコンポジットゲルの変形挙動に重要な役割をしていることが分かった。
Takuro Matsunaga, Takamasa Sakai, Yuki Akagi, Ung-il Chung, and Mitsuhiro Shibayama
“SANS and SLS Studies on Tetra-Arm PEG Gels in As-prepared and Swollen States”
Macromolecules, Vol. 42, 6245-6252 (2009)
【概要】非常に優れた力学物性をもつポリエチレングリコールからなるモデル高分子網目を調製し、その構造を小角中性子散乱により解析した。従来にない均一なゲル構造が観測され、膨潤によっても不均一性の発現はみられなかった。また、異なる分子量から調製したゲルの散乱関数に換算則が成立し、自己相似的構造であることが確認された。
Koichi Mayumi, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Hideaki Yokoyama, Michihiro Nagao, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Mechanically Interlocked Structure of Polyrotaxane Investigated by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 6327-6329 (2009)
【概要】コントラスト変調中性子散乱法により、機械的にロックされたポリロタキサンの構造研究を行った。通常の水素化ポリエチレングリコール(h-PEG)に加え、重水素化PEG(d-PEG)を対象に、溶媒のh-DMSO/d-DMSOの組成を変化させ、軸高分子PEG、環状化合物シクロデキストリン のそれぞれの部分散乱関数を(CD)分離評価した。これにより、CDはPEG鎖上に均一に分布していることなどが分かった。(柴山充弘、遠藤仁:中性子散乱実験)
Shyamal Kumar Kundu, Shin Yagihara, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Microwave Dielectric Study of an Oligomeric Electrolyte Gelator by Time Domain Reflectometry”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 10112-10116 (2009)
【概要】オリゴマー性電解質ゲル化剤、poly[pyridinium-1,4-diyliminocarbonyl-1,4-phenylene-methylene chloride] (1-Cl)のダイナミクスをマイクロ波誘電測定により研究した。水分子の配向に関連しあt誘電分散および吸収スペクトルはCole-Cole式によって表すことができた。緩和強度の濃度依存性に不連続性が観察され、これがゲルの不均一性、相分離と関係があることが示唆された。
Mitsuhiro Shibayama, Takuro Matsunaga, and Michihiro Nagao
“Evaluation of Incoherent Scattering Intensity by Transmission and Sample Thickness”
J. Appl. Cryst., Vol. 42, 621-628 (2009)
【概要】水素含有化合物を含む試料の小角中性子散乱実験において常に問題となる非干渉性散乱強度の評価法を議論した。非干渉性散乱強度が多重散乱に起因することを理論的に導き、非干渉性散乱強度が試料厚みおよび透過率の関数として簡単に評価できることを示した。
Noboru Osaka,Hitoshi Endo, Toshihiko Nishida, Takuya Suzuki, Huan-jun Li, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Microphase Separation in Nanocomposite Gels”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 060801-1 – 060801-4 (2009)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミドとクレイからなるナノコンポジットの温度誘起ミクロ相分離をコントラスト変調小角中性子散乱(CV-SANS)と動的光散乱により研究した。CV-SANSにより、ミクロ相分離はポリマー相でのみ起こり、クレイの相対位置関係や配向には影響しないことなどがわかった。また。クレイ濃度により相分離の波長を制御できることが分かった。
Takuya Suzuki, Mitsuhiro Shibayama, Kazuhiro Hatano, and Masahiko Ishii
“[NCO]/[OH] and Acryl-polyol Concentration Dependence of the Gelation Process and the Microstructure Analysis of Polyurethane Resin by dynamic light scattering”
Polymer, Vol. 50, 2503-2509 (2009)
【概要】ポリウレタン樹脂のゲル化過程における[NCO]/[OH]およびアクリルポリオール依存性の研究を動的光散乱によって行った。その結果、ゾルゲル転移はサイトボンドパーコレーション理論で説明出来ること、散乱不均一性はゲル化点から徐々に増大すること、ゲル化点では[NCO]/[OH]比の増加に伴い協同拡散成分が増大することなどがわかった。
Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, and Mitsuhiro Shibayama
“Dynamics and Microstructure Analysis of N-Isopropylacrylamide/Silica Hybrid Gels”
Langmuir, Vol. 25, 8824-8832 (2009)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミドとシリカからなるハイブリッドゲルのゲル化過程と力学的性質の力学測定、動的光散乱、およびコントラスト変調小角中性子散乱により研究した。3つのことなるシリカ粒子を用いてハイブリッドゲルのゲル化機構を調べたところ、シリカ粒子の凝集とアクリルアミドのゲル化の競争的反応により、構造や力学的性質に顕著な差が現れた。
Soichiro Matsunaga, Takuro Matsunaga, Kunihiko Iwamoto,Taro Yamada, Mitsuhiro Shibayama, Maki Kawai, and Toshihide Kobayashi
“Visualization of Phospholipid Particle Fusion Induced by Duramycin”
Langmuir, Vol. 25, 8200-8207 (2009)
【概要】ナノメーターサイズのリン脂質粒子を走査型トンネル顕微鏡(STM)で可視化した。in situSTM観察により、8nm程度の個々の粒子が観測でい、DLSで求めた懸濁液中での粒径と比較した。その結果、STMによりナノメーターサイズのリン脂質粒子のin situ観察が可能であることが示された。
Yuko Ikeda, Norihito Higashitani, Kensuke Hijikata, Yota Kokubo, Yuichi Morita, Mitsuhiro Shibayama, Noboru Osaka, Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, and Shinzo Kohjiya
“Vulcanization: New Focus on a Traditional Technology by Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 2741-2748 (2009)
【概要】ゴム製造において最も重要な架橋構造の制御の研究を小角中性子散乱により行った。架橋剤や架橋助剤の分量によって生成するゴムの構造、特に不均質性がどのように変化するかを中性子散乱膨潤可視化法により詳しく解析し、それぞれの試薬の役割を解明した。
Mitsuhiro Shibayama
“Structure Investigation of Super-Tough Polymer Gels by Small-Angle Neutron Scattering”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 78, 041008-1 – 041008-7 (2009)
【概要】さまざまなタイプの高強力高分子ゲルの構造解析を小角中性子散乱によって行った。高強力ゲルに共通して見られる特徴として、ゲルに不可避的に現れる凍結した不均一性が殆どないことが小角散乱データの解析によって明らかとなった。これらの実験事実に基づき、構造と物性の相関について詳しく議論した。

戸田昭彦 原著論文(2009年度)

Ratan C. Gosh, Shinpei Tanaka, and Akihiko Toda
“Application of a Deconvolution Method to Construct Aqueous Phase Diagram ”
Thermochimica Acta, Vol. 500, 100-105 (2010)
【概要】高分子混合系などにおける相図決定に用いられる熱測定法である示差走査熱量測定において,装置定数を見積もることが,再構造化を避けることを目的として高速昇温が必要となる高分子系では特に重要となる。本論文では,NaClおよびグリセリン水溶液の共晶系相図決定において,我々の提案する装置定数を考慮したピークプロファイル解析法の有効性が示されている。(田口健:議論,助言)

山本 潤 原著論文(2009年度)

Y. Yamazaki, Y. Takanishi, and J. Yamamoto
“Dynamic Heterogeneity of Nanostructure in Hyper-swollen B4 Phase of Achiral Bent-core Molecules Diluted with Rod-like Liquid Crystal.”
Europhys. Lett., Vol. 88, 56004-1-56004-4 (2009)
【概要】以前著者の一人はB4相を示す屈曲型液晶と5CBを混合してB4相が安定化し、5CBの多い系では低温側に新規相Bxを示すことを報告した。最近このB4,Bxは5CBの示す等方相、ネマチック相とB4相とのナノ相分離構造である可能性がでている。我々はこの系のダイナミクスを検討し、動的光散乱の波数依存性から5CBの配向揺らぎがあるサイズに抑えられていることを見出した。
A. Noji, N. Uehara, Y. Takanishi, J. Yamamoto, and A. Yoshizawa
“Ferrielectric Smectic-C Phases Stabilized Using Chiral Liquid Crystal Oligomer”
J. Phys. Chem., Vol. 113, 16124-16130 (2009)
【概要】液晶性キラルオリゴマーを新規に合成して、その特性を調べた。結果強誘電相と反強誘電相の間に広い温度範囲で2つのフェリ誘電相が出現した。ラセミ混合物でもフェリ誘電相は存在し、オリゴマー効果がラセミ系においてもキラリティ分子認識に働いていることを示唆していると考えられる。
Nagashima, F. Ogasawara, J. Yamamoto, Y. Takanishi, and A. Yoshizawa
“Molecular Organization of Preorganized S-shaped Oligomers in the Liquid Crystalline Phases ”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 509, 233-244 (2009)
【概要】S字型液晶オリゴマーを系列的に合成し、その相転移挙動を調べた。全ての化合物はネマチック相を示すことがわかり、4種類がスメクチックA相を示し、S字分子がた。また、各相転移の融解挙動に関してスペーサーの偶奇効果を観測した。
T. Narumi, A. Yoshizawa, J. Yamamoto, and Y. Takanishi
“Synthesis and Phase Transition behavior of Novel Liquid Crystal Tetramer.”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 509, 263-273 (2009)
【概要】我々はシアノビフェニルとフェニルピリミジン骨格からなる液晶4量体を合成した。これらはネマチック相とスメクチックA相を示し、X線回折からスメクチックA相はインターカレート構造を示すことが示唆された。
A. Yoshizawa, Y. Kogawa, K. Kobayashi, Y. Takanishi, and J. Yamamoto
“A Binaphtyl Derivative with a Wide Temperature Range of Blue Phase”
J. Mater. Chem., Vol. 19, 5759-5764 (2009)
【概要】ビナフチル誘導体液晶化合物を合成し、相転移挙動を研究した。ブルー相が発現し、その温度範囲は降温過程で30°Cと単一化合物では非常に広く出現することがわかった。一方昇温過程では異常な相分離を示すことも確認された。
S. Samitsu, Y. Takanishi and J. Yamamoto
“Self-Assembly and One-Dimensional Alignment of a Conducting Polymer Nanofiber in a Nematic Liquid Crystal”
Macromolecules, Vol. 42, 4366-4368 (2009)
【概要】我々はネマチック液晶を使ったウィスカー法を開発し、結果導電性ポリマーを巨視的なスケールで一次元配向させることに成功した。ポリマーの主鎖は、ネマチックダイレクター方向に配向する。そこからの結晶化によって高さ10nm導電性ポリマーナノファイバーが100nm程の厚みでバンドルした状態で配向すること、また発光の偏光比が2~3であることがわかった。

高西陽一 原著論文(2009年度)

Y. Takanishi, Y. Ohtsuka, Y. Takahashi and A. Iida
“Microbeam Resonant X-ray Scattering from Bromine-substituted Bent-core Liquid Crystals”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 011701-1 – 011701-4 (2010)
【概要】マイクロビームX線共鳴散乱測定を行い、臭素置換基をもつ屈曲型液晶のB2相の局所層構造を研究した。共鳴条件では層周期の1.5次に対応するサテライトピークを観測し、SmCAPA構造であることがわかった。初めてマイクロビームX線共鳴散乱測定に成功したとともに、臭素原子が共鳴散乱に有効であることも示すことができた。

加藤 直 原著論文(2009年度)

Yuriko Kosaka, Makiko Ito, Youhei Kawabata, and Tadashi Kato
“Lamellar-to-Onion Transition with Increasing Temperature under Shear Flow in a Nonionic Surfactant/Water System”
Langmuir, Vol. 26, 3835-3842 (2010)
【概要】Rheo-SALSおよびRheo-SAXSの測定により、界面活性剤ラメラ相がずり流動場中で温度上昇に伴いオニオン相に転移することを初めて見出した。(川端庸平:実験)
Hideo Enozawa, Masashi Hasegawa, Eigo Isomura, Tohru Nishinaga, Tadashi Kato, Masafumi Yamato, Tsunehisa Kimura, and Masahiko Iyoda
“Magnetic Alignment in Solid State and Temperature Hysteresis in Aqueous Tetrahydrofuran Solution for Tetrathiafulvaleno[18]annulenes”
ChemPhysChem, Vol. 10, 2607-2611 (2009)
【概要】新規に合成したテトラチオフルバレノ[18]アヌレンがTHF/水混合溶媒中で磁場配向するファイバーを形成し、その可視スペクトルおよび1HNMRが温度ヒステリシスを示すことを見出した。

好村滋行 原著論文 (2009年度)

Yuichi Hirose, Shigeyuki Komura, and David Andelman
“Coupled Modulated Bilayers: A Phenomenological Model”
ChemPhysChem, Vol. 10, 2839-2846 (2009)
【概要】脂質二重膜において、それぞれの単層膜が空間的濃度変調を生じるような現象論的なモデルを提案した。二つの特徴的な波長が同じ場合に、結合効果の結果生じる複雑な相図を計算した。波長が異なる場合には、シミュレーションによりパターンを計算した。
(ChemPhysChem Volume 10 Issue 16 (2009) のCover Pictureに選定された。)
Naofumi Shimokawa and Shigeyuki Komura
“Morphological Transition and Emulsification Failure in Globular Microemulsions”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 094508-1 – 094508-8 (2009)
【概要】自由エネルギーを用いた方法により、球状マイクロエマルションや棒状マイクロエマルションのエマルション化失敗について議論した。特に相挙動の膜の弾性係数に対する依存性を詳細に調べた。また、球棒転移についての予測も行った。

奥村 剛 原著論文 (2009年度)

Minako Hamamoto-Kurosaki and Ko Okumura
“On a Moving Liquid Film and its Instability on Textured Surfaces”
Eur. Phys. J. E, Vol. 30, 283-290 (2009)
【概要】テクスチャー表面を薄膜が浸透している状態での薄膜の界面不安定性を論じた。単純な状況でのスケーリング法則を理論的に予言するとともに、スピンコーティング時の不安定化についても論じ、スピンコーティング時の不安定化は抑制されることを理論的に予測した。また、薄膜の厚みがテクスチャーを構成する柱の高さと同じとみなせる条件を物理的理由とともに明らかにした。

川端庸平 原著論文(2009年度)

Youhei Kawabata, Akimi Matsuno, Tomoaki Shinoda, and Tadashi Kato
“Formation Process of Bilayer Gel Structure in a Nonionic Surfactant Solution”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 5686-5689 (2009)
【概要】非イオン界面活性剤水溶液においてクラフト転移に伴うラメラドメインの形態およびその成長過程を光学顕微鏡・X線小角散乱によって調べた。(加藤直:実験結果の解釈において助言)

田中 肇 原著論文(2009年度)

Alex Malins, Stephen R Williams, Jens Eggers, Hajime Tanaka, and C Patrick Royall
“Geometric Frustration in Small Colloidal Clusters”
Journal of Physics: Condensed Matter , Vol. 21, 425103-1 – 425103-11 (2009)
【概要】コロイドの微小クラスターにおける幾何学的フラストレーション
Adam Wysocki, C. Patrick Royall, Roland G. Winkler, Gerhard Gompper, Hajime Tanaka, Alfons van Blaaderen, and Hartmut Löwen
“Multi-particle Collision Dynamics Simulations of Sedimenting Colloidal Dispersions in Confinement”
Faraday Discussions 2010, Vol. 144, 245-252 (2009)
【概要】閉じ込め系におけるコロイド分散系の沈殿のMPDシミュレーション
Hajime Tanaka
“Formation of Network and Cellular Structures by Viscoelastic Phase Separation”
Advanced Materials, Vol. 21, 1872-1880 (2009)
【概要】粘弾性相分離によるネットワーク構造、セル構造の形成

羅 亮皓 原著論文(2009年度)

Yang Ho Na, Kohei Aida, Ryosuke Sakai, Toyoji Kakuchi, and Hiroshi Orihara
“Response of Shear Stress to ac Electric Fields under Steady Shear Flow in a Droplet-Dispersed Phase”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 061803-1-061803-7 (2009)
【概要】電場及びせん断流下における非相溶高分子流体のドロップレットの応答を測定し、その結果を解析した。

田中 肇 原著論文 (2008年度)

Kumiko Kamata, Takeaki Araki, and Hajime Tanaka
“Hydrodynamic Selection of the Kinetic Pathway of a Polymer Coil-Globule Transition”
Phys. Rev. Lett. , Vol. 102, 108303-1-108303-4 (2009)
【概要】高分子鎖のコイル‐グロビュール転移における流体力学的相互作用の役割に関する研究
Adam Wysocki, C. Patrick Royall, Roland G. Winkler, Gerhard Gompper, Hajime Tanaka, Alfons van Blaaderen, and Hartmut Löwen
“Direct Observation of Hydrodynamic Instabilities in a Driven Non-uniform Colloidal Dispersion”
Soft Matter, Vol. 5, 1340-1344 (2009)
【概要】コロイドの不均一分散系における流体力学的不安定性の直接観察
Takehito Koyama, Takeaki Araki, and Hajime Tanaka
“Fracture Phase Separation”
Phys. Rev. Lett., Vol. 102, 065701-1-065701-4 (2009)
【概要】破壊型相分離過程に関する研究
S. Jabbari-Farouji, Hajime Tanaka, G. H. Wegdam, and Daniel Bonn
“Multiple Nonergodic Disordered States in Laponite Suspensions: A Phase Diagram”
Physical Review E, Vol. 78, 061405-1 – 061405-10 (2008)
【概要】ラポナイト分散系においてみられる、複数の無秩序のエルゴード状態の相図に関する研究
Takehiro Ohtsuka, C. Patrick Royall, and Hajime Tanaka
“Local Structure and Dynamics in Colloidal Fluids and Gels”
Europhysics Letters, Vol. 84, 46002-1 – 46002-6 (2008)
【概要】コロイドの流体とゲルにおける局所的な構造とダイナミクスに関する研究
Andrija Lebar, Zdravko Kutnjak, Hajime Tanaka, Boštjan Zalar, and Slobodan Žumer
“Phase Separation in Nematic Microemulsions Probed by One-Dimensional Spectroscopic Deuteron Magnetic Resonance Microimaging”
Physical Review E, Vol. 78, 031707-1 – 031707-8 (2008)
【概要】一次元顕微重水素NMRイメージングを用いた、ネマティックマイクロエマルションの相分離に関する研究
C. Patrick Royall, Esther C. M. Vermolen, Alfons van Blaaderen, and Hajime Tanaka
“Controlling Competition between Crystallization and Glass Formation in Binary Colloids with an External Field”
Journal of Physics: Condensed Matter, Vol. 20, 404225-1 – 404225-7 (2008)
【概要】外場下における二成分コロイド系の結晶化とガラス化の競合の制御に関する研究
C. Patrick Royall, Stephen R. Williams, Takehiro Ohtsuka, and Hajime Tanaka
“Direct Observation of a Local Structural Mechanism for Dynamic Arrest”
Nature Materials, Vol. 7, 556-561 (2008)
【概要】ジャミング状態の局所的な構造の機構の直接観察に関する研究
Yasutaka Iwashita and Hajime Tanaka
“Pattern Evolution of an Edge-Dislocation Array in a Lyotropic Lamellar Phase Confined in a Wedge-Shaped Cell: Defect Formation, Relaxation, and Recombination”
Physical Review E, Vol. 77, 041706-1 – 041706-14 (2008)
【概要】くさび形セルに閉じ込められたLyotropic Lamellar相の欠陥パターン形成:欠陥生成、緩和、再結合、に関する研究

奥薗 透 原著論文 (2009年度)

Tadashi Kajiya, Wataru Kobayashi, Tohru Okuzono, and Masao Doi
“Controlling the Drying and Film Formation Processes of Polymer Solution Droplets with Addition of Small Amount of Surfactants”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 15460-15466 (2009)
【概要】接触線を固定した基板上の高分子液滴の乾燥過程の実験を行い、微小量の界面活性剤を添加することにより、乾燥後の膜形状を制御できることを示した。
Tohru Okuzono, Masaru Kobayashi, and Masao Doi
“Final Shape of a Drying Thin Film”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 021603-1 – 021603-11 (2009)
【概要】基板上の高分子溶液の乾燥過程のダイナミクスに関して簡単なモデルを提案し、理論・シミュレーションによる解析を行い、乾燥後のフィルム形状のパラメータ依存性について議論した。
(奥薗透:モデル化、理論、シミュレーション、土井正男:全体のまとめと考察)

下村武史 原著論文(2009年度)

Kiyoshi Minoura, Yusuke Akama, Jun Morita, Takuma Yasuda, Takashi Kato, and Takeshi Shimomura
“Supramolecular Structure of Columnar Liquid Crystalline Pi-conjugated Oligothiophenes with Highly Polarized Photoluminescence Properties”
J. Appl. Phys., Vol. 105, 113513-1 – 113513-6 (2009)
【概要】π共役系分子からなるカラムナー液晶をせん断場で配向させ、偏光発光挙動を調査した。また、統計的なモデルとの比較から、その際の分子・カラム配向状態を明らかにした。その結果、カラムはせん断場に対して平行に配向し、カラム内分子は基板に平行に並ぶ傾向があることを見いだした。
Hideki Ichihara, Takeshi Shimomura, and Kohzo Ito
“Conductivity Measurement of Single Nanowire Obtained by Dehydrofluorination of Nanofibrils of PVdF”
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 48, 030213-1 – 030213-2 (2009)
【概要】陽極酸化アルミナテンプレートを用いて作製したポリフッ化ビニリデンナノファイバーの導電率を調査した。ドーピングにより比較的高い導電性を示し、ナノファイバーとすることで結晶化度などの構造が変化している可能性も示唆された。

木村康之 原著論文 (2009年度)

Takahiro Kishita, Kenji Takahashi, Masatoshi Ichikawa, Jun-ichi Fukuda, and Yasuyuki Kimura
“Arrangement Dependence of Interparticle Force in Nematic Colloids”
Phys. Rev. E, Vol. 81, 010701-1 – 010701-4 (2010)
【概要】ネマチック液晶中で粒子径の異なる粒子間に働く力を光ピンセットにより直接測定するとともに、液晶の弾性論に基づく理論シミュレーションを行なった。その結果、粒子間力はその配置に強く依存し、実験、シミュレーションともに、両配置での力の差が粒子間距離Rの-4.7乗に比例することを見いだした。
Yoko Shitamichi, Masatoshi Ichikawa, and Yasuyuki Kimura
“Mechanical Properties of a Giant Liposome Studied Using Optical Tweezers”
Chem. Phys. Lett., Vol. 479, 274-278 (2009)
【概要】混合脂質ベシクル1個を光ピンセット用いて変形させ、その力学応答から脂質膜の表面張力、曲げ弾性を測定した。(市川正敏:実験、議論)
Yusuke Yoshida and Yasuyuki Kimura
“Synchronization of Two Target Patterns”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 78, 084801-1 – 084801-4 (2009)
【概要】液晶電気対流系のグリッドパターン上に発生するターゲットパターンで観察された同期現象を再現するため、結合複素ギンツブルグ-ランダウ方程式を用いたシミュレーションを行い、ターゲットの中心距離に依存して同相および反相同期が生じることを見出した。(市川正敏:議論)
Yasuyuki Kimura
“Microrheology of Soft Matter”
J. Phys. Soc. Japan, Vol. 78, 041005-1 – 041005-8 (2009)
【概要】マイクロレオロジーの原理、方法、関連する理論の紹介とそれを用いたソフトマターの局所力学測定について議論した。(市川正敏、水野大介:原稿に対する議論)

金谷利治 原著論文 (2009年度)

Rintaro Inoue, Toshiji Kanaya, Koji Nishida, Itaru Tsukushi, Mark Telling, Barbara Gabrys, Madhusudan Tyagi, Christopher Soles, and Wen-li Wu
“Glass Transition and Molecular mobility in Polymer Thin Films ”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 031802-1-031802-4 (2009)
【概要】高分子薄膜のガラス転移温度を膜厚の関数として調べたところ、エリプソメトリー測定では膜厚とおもに減少したが、非弾性中性子では上昇を示した。この矛盾した結果を協同運動領域(CRR)の概念と表面効果により説明した。(西田幸次:議論)
Hiroki Ogawa, Toshiji Kanaya, Koji Nishida, Go Matsuba, Jaroslaw P. Majewski, and Erik Watkins
“Time-resolved Specular and Off-specular Neutron Reflectivity Measurements on Deuterated Polystyrene and Poly(vinylmethylether)blend Thin Films during Dewetting Process”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 104907-1-104907-7 (2009)
【概要】ポリスチレンとポリビニルメチルエーテルのブレンド薄膜を2相領域に昇温後、その構造変化を中性子鏡面反射と非鏡面反射を測定することにより追跡した。その結果、面に垂直な方向での相分離がまず始まりそれに誘起され、脱濡れ(dewetting)が起こることが明らかとなった。(西田幸次:議論)
Toshiji Kanaya, Rintaro Inoue, Kazuko Kawashima, Tsukasa Miyazaki, Itaru Tsukushi, Kaoru Shibata, Go Matsuba, Koji Nishida, and Masahiro Hino
“Glassy Dynamics and Heterogeneity of Polymer Thin Films”
J. Phys. Soc. Japan, Vol. 78, 041004-1 – 041004-9 (2009)
【概要】高分子薄膜の異常物性をX線•中性子反射率と非弾性中性子散乱法を用いて調べた結果、薄膜の不均一性がその主な原因であることが明らかになった。これまでの成果についてまとめ、解説をした。(西田幸次:実験と議論)

金谷利治 原著論文 (2008年度)

Kazuko Kawashima, Ritaro Inoue, Toshiji Kanaya, Go Matsuba, Koji Nishida, and Masahiro Hino
“Distribution of Glass Transition Temperature Tg in a Polymer Thin Film by Neutron ”
J. Phys.: Conf. Ser., Vol. 184, 012004-1-012004-4 (2009)
【概要】重水素化ポリスチレンと水素化ポリスチレンの交互積層薄膜について、中性子反射率法により各層の厚みを温度の関数として測定することにより、薄膜内部のガラス転移温度の分布を評価した。(西田幸次:議論)
Yuji Hayashi, Go Matsuba, Yanfen Zhao, Koji Nishida, and Toshiji Kanaya
“Precursor of Shish-kebab in Isotactic Polystyrene under Shear Flow ”
Polymer, Vol. 50, 2095-2103 (2009)
【概要】アイソタクチックポリスチレンについて、融点以上でせん断流動を与えるとマイクメートルスケールの配向構造体が出現する。本配向構造は温度を融点以下に下げるとシシケバブ構造に発展したことより、シシケバブ構造の前駆体であることが示唆された。(西田幸次:議論)
Takashi Konishi, Koji Nishida, Go Matsuba, and Toshiji Kanaya
“Mesomorphic Phase of Poly(butylene-2, 6-naphthalate)”
Macromolecules, Vol. 41, 3157-3161 (2008)
【概要】ポリブチレン-2,6-ナフタレンのメゾ相の構造と生成過程について調べた。(西田幸次:実験方針策定、田中肇:実験協力)
Hiroki Ogawa, Toshiji Kanaya, Koji Nishida, and Go Matsuba
“Composition Fluctuations before Dewetting in Polystyrent/Poly(Vinyl Methyl Ether) Blend Thin Films”
Polymer, Vol. 49, 2553-2559 (2008)
【概要】ポリスチレンとポリビニルメチルエーテルのブレンド薄膜では、200nm以下で脱濡れが主体的に起こるが、脱濡れの前にかなり長い誘導期間が存在する。中性子反射率測定を行い、誘導期において膜厚方向に濃度揺らぎが生じ、これが脱濡れを誘発していることを示した。(西田幸次:実験,議論)

出口哲生 原著論文(2009年度)

Jiro Suzuki, Atsushi Takano, Tetsuo Deguchi, and Yushu Matsushita
“Dimension of Ring Polymers in Bulk Studied by Monte-Carlo Simulation and Self-consistent Theory”
J. Chem. Phys. , Vol. 131, 144902-1-144902-6 (2009)
【概要】環状高分子の溶融体の中での環状高分子の慣性半径の重合度依存性をモンテカルロ・シミュレーションで調べ、重合度が十分に大きい場合には、そのスケーリング指数が1/3 であることを明らかにした。そしてこの結果を説明する無撞着理論を構築した。(松下裕秀:議論、高野敦志:議論、鈴木次郎:シミュレーション)

多辺由佳 原著論文 (2009年度)

Yoko Ishii and Yuka Tabe
“Gas Permeation of LC Films Observed by Smectic Bubble Expansion”
Eur. Phys. J. E, Vol. 30, 257-264 (2009)
【概要】スメクチックバブルの膨張を使って、様々な気体の液晶膜に対する透過係数を決定した。また結果を解析することで、液晶分子と同程度か小さい気体分子の液晶中の拡散係数が、マクロ現象論から導かれる値より1~2桁大きいことを見出した。

伊藤耕三 原著論文(2009年度)

Koichi Mayumi, Hitoshi Endo, Noboru Osaka, Hideaki Yokoyama, Michihiro Nagao, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Mechanically Interlocked Structure of Polyrotaxane Investigated by Contrast Variation Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 6327-6329 (2009)
【概要】コントラストバリエーション・中性子スピンエコー法を用いて、ポリロタキサンの溶液中での構造を明らかにした。ポリロタキサン中での環状分子の配置に関する詳細な情報が得られた。(柴山充弘、主として伊藤研の真弓皓一と柴山研究室の遠藤仁の共同研究)

松下裕秀 原著論文 (2009年度)

Katarzyna Dobrosielska, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Creation of Hierarchical Nanophase-Separated Structures via Supramacromolecular Self-Assembly from Two Asymmetric Block Copolymers with Short Interacting Sequences Giving Hydrogen Bonding Interaction”
Macromolecules, Vol. 43, 1101-1107 (2010)
【概要】非常に短いポリ(4-ヒドロキシスチレン)鎖(H)、ポリ(2-ビニルピリジン)鎖(P)を各々末端に持つポリスチレン(SH)とポリイソプレン(IP)を溶液状態で混合させ、溶媒キャストフィルムを得た。その構造を観察したところ、化学量論比を保った対称性のブレンドではきれいなラメラ構造を、非対称性のブレンドでは、シリンダー構造を示す事がわかった。両者とも末端鎖が水素結合した結果作るマイナー相が規則的に配列した階層構造になっている事も示された。(高野敦志:試料の調製、松下裕秀:凝集構造観察)
Jiro Suzuki, Atsushi Takano, Tetsuo Deguchi, and Yushu Matsushita
“Dimension of Ring Polymers in Bulk Studied by Monte-Carlo Simulation and Self-Consistent Theory”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 144902-144902 (2009)
【概要】バルク状態の環状高分子の拡がりをモンテカルロシミュレーションで検討。フローリの拡がりの指数νは分子量の増加に従って減少し、その極限値が1/3であることをシミュレーションから得た。また自己無憧着理論でν=1/3を証明した。この結果は従来の予測ν=2/5を書き換え、実験結果を説明する。
Katarzyna Dobrosielska, Sou Wakao, Jiro Suzuki, Kazutaka Noda, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Effect of Homopolymer Molecular Weight on Nanophase-Separated Structures of AB Block Copolymer/ C Homopolymer Blends with Hydrogen Bonding Interactions”
Macromolecules, Vol. 42, 7098-7102 (2009)
【概要】ポリスチレン(S)、ポリ(2ビニルピリジン)(P) から構成されるSP二元ブロック共重合体(S:P=8:2、M=151k)と分子量8k、14k、52kのポリ4ヒドロキシスチレン(H)からなる溶媒キャストフィルムの構造観察をし、比較を行った。分子量の大きなHホモポリマーをPブロックの28倍(重量)以上ブレンドしてもマクロ相分離を起こさなかった。通常では見られない相溶性、すなわち水素結合に起因する相溶性がこの要因であったと考えられる。

香田智則 原著論文 (2009年度)

Tomonori Koda, Toshihiro Mitsuyoshi, Akihiko Kanazawa, Akihiro Nishioka, Ken Miyata, Go Murasawa, Susumu Ikeda, Takeshi Miura, and Yasuyuki Kimura
“Effect of Charge Transfer Complex on Electrical Propertiesof 4-Cyano-40-pentylbiphenyl”
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 48, 121404-1-121404-5 (2009)
【概要】ネマチック液晶5CBに電子受容体TCNEを添加し,液晶分子との間で電荷移動相錯体が形成されることが,液晶の電気的特性に与える影響を調べた.誘電率,応答性など,電場下で測定される実験値が,TCNEの添加量に対して示す異常を,自由なイオンの濃度という観点で説明することを試み,イオンの相互作用半径を議論した.
Eiji Yamada, Akihiro Nishioka, Hideshige Suzuki, Go Murasawa, Ken Miyata, Tomonori Koda, and Susumu Ikeda
“Effect of Blended Montomollironite on Crystallization of Poly(vinylidene fluoride)”
Polym. J., Vol. 41, 383-388 (2009)
【概要】強誘電性高分子 poly(vinylidene fluoride) PVDF に有機化処理されたモンモリロナイトと,未処理のモンモリロナイトを添加し,溶融固化時のPVDFの結晶形成に与える影響を調べた.有機化処理のものおよび未処理のもので,定性的な相違はみられないが,マトリックスと相互作用する有効面積の違いから,量的な相違が確認できた.

佐野雅己 原著論文 (2009年度)

S. Tatsumi, Y. Murayama, H. Hayakawa, and M. Sano
“Experimental Study on the Kinetics of Granular Gases under Microgravity”
Journal of Fluid Mechanics, Vol. 641, 521-539 (2009)
【概要】粉体気体の統計力学的性質を微小重力実験により明らかにした論文。加振された粉体気体の定常状態と冷却状態の粒子の速度分布関数やエネルギーの時間発展を微小重力と言う理想的環境下で初めて測定することに成功した。(早川尚男:理論面を担当、村山能宏:実験の一部を担当)
K. A. Takeuchi, M. Kuroda, H. Chaté, and M. Sano
“Experimental Realization of Directed Percolation Criticality in Turbulent Liquid Crystals”
Phys. Rev. E, Vol. 80, 051116-1 – 051116-12 (2009)
【概要】非平衡相転移の一種であるDirected Percolationに関する初の検証実験の総合報告。12個の臨界指数、5個のスケーリング関数、8個のスケーリング関係を全て確認することに成功した。(アメリカ物理学会が発行する、特に優れた研究にスポットライトを当てて紹介するPhysicsのViewpointに取り上げられた。Viewpoint commentary Physics 2, 96 (2009)
H. Ebata, S. Tatsumi, and M. Sano
“Expanding Holes Driven by Convection-like Flow in Vibrated Dense Suspensions”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 066308-1 – 066308-6 (2009)
【概要】高密度の粉体粒子のサスペンジョンは、特異なレオロジー特性を示すため、種々の新しい流体不安定性を生じることが期待される。我々は、サスペンジョンを垂直加振させることで流体層に空けた穴が閉じずに広がる表面不安定性を見出し、そのメカニズムを明らかにするために準1次元系の実験を行い、簡単なモデルとの比較を行った。(早川尚男:粉体動力学に関する議論)
Hong-Ren Jiang, Hirofumi Wada, Natsuhiko Yoshinaga, and Masaki Sano
“Manipulation of Colloids by a Nonequilibrium Depletion Force in Temperature Gradient”
Phys. Rev. Lett., Vol. 102, 208301-1 – 208301-4 (2009)
【概要】コロイド粒子やDNA分子などの新しい光マニピュレーション法を発見し、そのメカニズムを明らかにした。熱泳動現象は古くから知られているが、泳動の方向や速度は物質に強く依存する。本研究では、溶液中に高分子を加えると、レーザー光集束によって殆どのコロイド粒子がレーザー中心にトラップできることを見出した。また、この現象を定量的に説明する流体力学理論を与えた。

川口大輔 原著論文 (2009年度)

Daisuke Kawaguchi, Hiroyuki Nomura, Siti Sarah Abdul Rahman, Minako Nakayama, and Yushu Matsushita
“Spontaneous Appearance of Microdomains of Two Components at Poly(4-tert-butylstyrene-block-4-tert-butoxystyrene) Film Surfaces”
Macromolecules, Vol. 42, 8992-8997 (2009)
【概要】かさ高くて疎水性の官能基を側鎖に有するポリ(4-tert-ブチルスチレン-block-4-tert-ブトキシスチレン)をリビングアニオン重合法により調製し、その膜表面の構造をX線光電子分光測定および原子間力顕微鏡観察により評価した。ラメラ構造の繰り返し周期よりも十分に大きな膜厚においても、膜表面には両成分が自発的に析出し、ラメラ構造を呈した。ブトキシスチレン部位を加水分解することで、親水性―疎水性のナノパターンを形成できた。
Siti Sarah Abdul Rahman, Daisuke Kawaguchi, Daisaku Ito, Atsushi Takano, and Yushu Matsushita
“Phase Behavior of Poly(4-tert-butylstyrene-stat-4-tert- butoxystyrene)/polyisoprene Blends with Competitive Interactions”
J. Polym. Sci. Part B, Vol. 47, 2272-2280 (2009)
【概要】ポリ(4-tert-ブチルスチレン)とポリ(4-tert-ブトキシスチレン)からなるランダム共重合体とポリイソプレンの混合物が上限臨界相溶温度(UCST)と下限臨界相溶温度(LCST)の両方を併せ持つことを光学顕微鏡観察および小角中性子散乱により見出した。(柴山充弘、遠藤仁:小角中性子散乱測定協力)

川勝年洋 原著論文 (2009年度)

Dung Q. Ly, Takashi Honda, Toshihiro Kawakatsu, and Andrei V. Zvelindovsky
“Electric Field-induced Transitions in Perforated Lamella of ABA Triblock Copolymer Thin Film”
Soft Matter, Vol. 5, 4814-4822 (2009)
【概要】A-B-A型トリブロック共重合体の薄膜に形成される穴あきラメラ構造に対して種々の方向に電場を掛けたときの構造変化を動的自己無撞着場理論を用いて計算し、転移の動的経路に関する考察を行った。
Giuseppe Milano and Toshihiro Kawakatsu
“Hybrid Particle-Field Molecular Dynamics Simulations for Dense Polymer Systems”
J. Chem. Phys., Vol. 130, 214106-1 – 214106-8 (2009)
【概要】自己無撞着場理論とunited atom modelによる分子動力学シミュレーションを融合することで、分子のミクロな形状を取り入れつつ、大規模なシミュレーションを実行できる方法論を開発した。

井上正志 原著論文 (2009年度)

林千惠子,井上正志
“斜光法によるずり流動複屈折測定装置の製作”
Nihon Reoroji Gakkaishi, Vol. 37, 205-210 (2009)
【概要】斜光法を用いたずり流動下での動的複屈折と動的粘弾性の同時測定装置を開発した.ポリスチレン溶液とメルトに対して,応力光学則が成立することが確認できた.また,応力光学係数は,文献値と比較して妥当なものであった.装置の有用性を示すため,超分子による粘弾性体について測定を行った.部分的な周波数領域においてのみ応力光学則が成立し,超分子が単純なひも状構造体とみなせないことがわかった.(渡辺宏:応力光学則に関する議論)

井上正志 原著論文 (2008年度)

信川省吾,浦川理,四方俊幸,井上正志
“部分ヒドロキシメチル化によるポリスチレンとシアノビフェニル液晶の相溶性の制御”材料, Vol. 58, 47-53 (2009)
【概要】部分ヒドロキシメチル化によるポリスチレンとシアノビフェニル液晶の相溶性について,偏光顕微鏡と赤外分光法により調べた.(四方俊幸:誘電緩和測定に関する議論、渡辺宏:液晶分子の配向緩和に関する議論)
Tadashi Inoue, Ryo Nakatsuji, Hiroshi Watanabe, and Yoshinobu Tsujii
“Effect of Surface Treatments on Viscoelastic Measurements of Thread-like Micellar Solutions”
J. Soc. Rheol. Japan , Vol. 36, 187-190 (2008)
【概要】レオメーターのガラス製ジグの表面を化学処理によって変化させ、表面状態とひも状ミセル水溶液の滑りについて調べ、表面処理が非線形粘弾性の測定に与える影響を明らかにした。(渡辺宏:表面とレオロジーに関する議論)

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)

野呂篤史 原著論文 (2009年度)

Atsushi Noro, Hajime Yamagishi, and Yushu Matsushita
“Thermoreversible Morphology Transition from Block-Type Supramacromolecules via Hydrogen Bonding in an Ionic Liquid”
Macromolecules, Vol. 42, 6335-6338 (2009)
【概要】水素結合性リンカーとして末端に13個の4ヒドロキシスチレンユニットを有するポリ(3,4,5トリメトキシスチレン)と、末端に15個の2ビニルピリジンユニットを有するポリ(アクリル酸n-ブチル)とを1:1となるようにイオン液体中でブレンドした。得られたイオン液体溶液を昇温しながら小角X線散乱測定を行った。その結果低温(30℃)ではラメラ状のナノ相分離構造に由来する散乱ピークが見られたが、温度を上げていくにつれてピークが消失した。しかし冷却することでピークが再出現し、ナノ相分離構造を再形成することが分かった。
Atsushi Noro, Yushu Matsushita, and Timothy P. Lodge
“Gelation Mechanism of Thermoreversible Supramacromolecular Ion Gels via Hydrogen Bonding”
Macromolecules, Vol. 42, 5802-5810 (2009)
【概要】ポリ(4ヒドロキシスチレン)の重量分率を変化させることで、ポリ(2ビニルピリジン)-ポリ(アクリル酸エチル)-ポリ(2ビニルピリジン)ABAトリブロック共重合体とポリ(4ヒドロキシスチレン)とイオン液体からなる水素結合性超分子イオンゲルを調製し、そのゲル化機構を探った。さらにポリ(2ビニルピリジン)-ポリ(アクリル酸エチル)ABジブロック共重合体とポリ(4ヒドロキシスチレン)とをイオン液体中で溶解させ、上記の場合との比較も行った。

小貫明 原著論文(2009年度)

Takeaki Araki and Akira Onuki
“Dynamics of Binary Mixtures with Ions: Dynamic Structure Factor and Mesophase Formation”
J. Phys.: Condens. Matt., Vol. 21, 424116-424124 (2009)
【概要】イオンのある場合の溶液の動力学方程式を提出した。動的散乱関数を計算した。また親水性カチオンと親油性アニオン添加によるメゾ構造形成を調べた。(瀬戸秀樹、西田幸次:議論)
Keisuke Tojo, Akira Furukawa, Takeaki Araki, and Akira Onuki
“Defect Structures in Nematic Liquid Crystals around Charged Particles”
European Physical Journal E, Vol. 30, 55-64 (2009)
【概要】液晶中の荷電粒子の周りの分子配向を調べた。また電荷によるアンカーリング機構も調べた。(山本潤:議論)
Ryuichi Okamoto and Akira Onuki
“Ion Distribution around a Charged Rod in One and Two Component Solvents: Preferential Solvation and First Order Ionization Phase Transition”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 94905-94919 (2009)
【概要】2成分溶液中での高分子鎖のイオン化を調べた。イオン化度は組成や局所的電位に強く依存している。組成と温度を変えたときにイオン化度の一次相転移があることを予言している。イオンが関与する濡れ現象といえる。(西田幸次、増渕雄一:情報)
Hayato Shiba, Akira Onuki, and Takeaki Araki
“Structural and Dynamical Heterogeneities in Two-dimensional Melting”
Europhysics Letters, Vol. 86, 66004-66009 (2009)
【概要】2次元融解現象が極めて不均一におこること、結晶方位の揺らぎが長波長発散すること、密度揺らぎが長波長で大きくなることを大規模計算機実験で示した。また融解の動力学も調べた。
Akira Onuki
“Bubble and Droplet Motion in Binary Mixtures: Evaporation-condensation Mechanism and Marangoni Effect”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 046311-1 046311-11 (2009)
【概要】2成分流体でのバブル・液滴の運動を熱流と拡散流のあるとき線形解析した。蒸発・液化効果とマランゴニ効果をともに取り入れた初めての解析的理論。極めて少量の第二成分でマランゴニ流が重要になるのを示した。また逆マランゴニ効果についても予言を与えている。(沸騰現象などの解析につながる理論である。新たな実験が望まれる。)

土井正男 原著論文 (2009年度)

Hiroshi Morita, Ken Nakajima, Toshio Nishi, and Masao Doi
“Coarse-grained Molecular Dynamics Simulation Study of Nanorheology and Nanotribology”
Journal of the Society of Rheology, Vol. 37(2), 105-111 (2009)
【概要】AFMプローブを高分子液体の表面に押し付けたとき、ずらしたときの運動の分子動力学シミュレーション
Masao Doi
“Gel Dynamics”
J. Phys. Soc. Jpn, Vol. 78, 052001-052020 (2009)
【概要】ゲルのダイナミクスについてのレビュー。ゲルを弾性体と液体の一様混合系であるとみなし、連続体理論を作り、膨潤、乾燥、圧搾、体積相転移などの現象を議論した。
Tetsuo Yamaguchi, Satoshi Ohmata, and Masao Doi
“Regular to Chaotic Transition of Stick-slip Motion in Sliding Friction of an Adhesive Gel-sheet”
J. Phys.: Condens. Matter, Vol. 21, 205105-205112 (2009)
【概要】粘着性のゲルシートを基板上で滑らしたときの剥離パターンが、規則的なパターンから、カオス的なパターンに変化することを見出し、その解釈を与えた。
Keiji Tanaka, Yohei Tateishi, Yohei Okada, and Toshihiko Nagamura Masao Doi and Hiroshi Morita
“Interfacial Mobility of Polymers on Inorganic Solids”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 4571-4577 (2009)
【概要】基板と高分子界面近傍における高分子運動性が、バルクと比べて小さくなることを実験とシミュレーションにより示した。
Tadashi Kajiya, Cecile Monteux, Tetsuharu Narita, Francois Lequeux, and Masao Doi
“Contact Line Recession Leaving a Macroscopic Polymer Film in the Drying Droplets of Water-PDMA Solution”
Langmuir, Vol. 25, 6934-6939 (2009)
【概要】PDMSの水溶液の乾燥時において、新しいタイプの接触線の運動様式を見つけ、そのメカニズムを提案した。

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。

柴山充弘 原著論文 (2008年度)

Takuro Matsunaga, Takamasa Sakai, Yuki Akagi, Ung-il Chung, and Mitsuhiro Shibayama
“Structure Characterization of Tetra-PEG Gel by Small-Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 42, 1344-1351 (2009)
【概要】4つの枝ポリマーをもつテトラポリエチレングリコール(Tetra-PEG)からなるゲルの構造を小角中性子散乱により、おこなった。このゲルは、調製が容易なうえ、生体適合性があり、かつ力学的にも非常に強いハイドロゲルである。散乱による研究の結果、このゲルは非常に均一なダイアモンド格子状の構造をもつゲルであり、優れた力学特性はこの構造に由来することがわかった。
Norihiro Inomoto, Noboru Osaka, Takuya Suzuki, Urara Hasegawa, Yayoi Ozawa, Hitoshi Endo, Kazunari Akiyoshi, and Mitsuhiro Shibayama
“Interaction of Nanogel with Cyclodextrin or Protein: Study by Dynamic Light Scattering and Small-angle Neutron Scattering”
Polymer, Vol. 50, 541-546 (2009)
【概要】コレステロール担持プルランからなるハイドロゲルナノ粒子の構造を動的光散乱と中性子散乱により研究した。その結果、ナノゲルはシクロデキストリン添加により解離する、ナノゲルは分子シャペロン機能を持つ、などのことが明らかとなった。
Shyamal Kumar Kundu, Noboru Osaka, Takuro Matsunaga, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Structural Characterization of Ionic Gelator Studied by Dynamic Light Scattering and Small Angle Neutron Scattering”
J. Phys. Chem. B, Vol. 112, 16469-16477 (2008)
【概要】電解質オリゴマーからなるゲル化剤1-Clの構造を動的/静的光散乱(DLS/SLS)および中性子散乱(SANS)により、温度・濃度の関数として研究した。また、DLSからはゲル点が散乱強度の大きな揺らぎとして、また相関関数の巾状挙動として捉えられた。さらに、ゾルーゲル転移には大きなヒステリシスがあることがわかった。
Takuya Suzuki, Takeshi Karino, Fumiyoshi Ikkai, and Mitsuhiro Shibayama
“pH Dependence of Macroscopic Swelling and Microscopic Structures for Therm/pH Sensitive Gels Having Different Charge Distribution”
Macromolecules, Vol. 41, 9882-9889 (2008)
【概要】N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)とアクリル酸(AAc)からなる3種のハイドロゲル、すなわち両者がモノマー単位でランダム共重合したゲル、ポリアクリル酸(PAAc)が光重合によりNIPAモノマーと共重合したゲル、PAAcが物理的にNIPAゲルにトラップされたゲル、の構造のpH依存性を膨潤実験および小角中性子散乱により研究した。これらのゲルの間に明白な構造の違い、膨潤挙動の違いが観察された。
Shyamal Kumar Kundu, Takuro Matsunaga, Masaru Yoshida, and Mitsuhiro Shibayama
“Rheological Study on Rapid Recovery of Hydrogel Based on Oligomeric Electrolyte”
J. Phys. Chem. B, Vol. 112, 11537-11541 (2008)
【概要】電解質オリゴマーからなる、ゲル化剤1-Clのゲル化能をレオロジー測定により研究した。ゼラチンや従来の低分子ゲル化剤と比較して、非常に速いゲル回復特性を持っていることがわかった。これは、塩素イオンを介在した水素結合成形によるものと推定した。
Koichi Mayumi, Noboru Osaka, Hitoshi Endo, Hideaki Yokoyama, Yasuhiro Sakai, Mitsuhiro Shibayama, and Kohzo Ito
“Concentration-Induced Conformational Change in Linear Polymer
Threaded into Cyclic Molecules”
Macromolecules, Vol. 41, 6480-6485 (2008)
【概要】シクロデキストリン(CD)環状分子にポリエチレングリコール(PEG)を貫通して得られるポリロタキサンのDMSO溶液のコンフォメーションを小角中性子散乱により濃度の関数として評価した。ポリロタキサン濃度が上昇するにつれ、持続長が減少した。一方、PEGのそれは変化しなかった。その理由として、CD分子がPEG上を速い速度で動き回っていると推論した。
Hitoshi Endo, Sho Miyazaki, Kazutoshi Haraguchi, and Mitsuhiro Shibayama
“Structure of Nanocomposite Hydrogel Investigated by Means of Contrast Variation Small Angle Neutron Scattering”
Macromolecules, Vol. 41, 5406-5411 (2008)
【概要】高分子とクレイとからなる有機―無機ナノコンポジットゲルの構造解析に精緻なコントラスト変調法を適用し、散乱関数を成分に分解した。その結果、クレイ表面に高分子の吸着層が存在すること、クレイが2次元架橋面として働いていることがわかった。
Takamasa Sakai, Takuro Matsunaga, Yuji Yamamoto, Chika Ito, Ryo Yoshida, Shigeki Suzuki, Nobuo Sasaki, Mitsuhiro Shibayama, and Ung-il Chung
“Design and Fabrication of a High-Strength Hydrogel with Ideally Homogeneous Network Structure from Tetrahedron-like Macromonomers”
Macromolecules, Vol. 41, 5379-5384 (2008)
【概要】新規ハイドロゲルとして、4つのポリエチレングリコール鎖からなる星形高分子をユニットとするテトラPEGゲルを調製した。このゲルは驚異的な圧縮強度を持ち、生体適合性もあり、構造も均一であることから、そのゲル化過程、力学挙動などを調べたところ、殆ど架橋不均一性を持たないゲルであることが分かった。(日経産業新聞(2008.9.22)に掲載)
Noboru Osaka, Shin-ichi Tanaka, Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“Comparison of Heat- and Pressure-Induced Gelation of β-Lactoglobulin Aqueous Solutions Studied by Small-angle Neutron and Dynamic Light Scattering”
Polymer, Vol. 49, 2957-2963 (2008)
【概要】ベータラクトグロブリン水溶液の熱および圧誘起ゲル化を小角中性子散乱および動的光散乱により研究した。熱誘起ゲル化では急激にゲル化が進行し、折りたたみがほぐれたタンパク質分子が密に詰まって凝集構造を形成すこと、一方、圧誘起ゲルでは、ゲル化が徐々に進行し、ベータラクトグロブリンの一次構造体がフラクタル構造を形成することがわかった。(Noboru Osaka, Shin-ichi Tanaka, Takuya Suzuki, Hitoshi Endo:実験)
Lucile Abad, Satoshi Okabe, Mitsuhiro Shibayama, Hisaaki Kudo, Seiichi Saiki, Charito Aranilla, Lorna Relleve, and Alumanda de la Rosa
“Comparative Studies on the Conformational Change and Aggregation Behavior of Irradiated Carrageenans and Agar by Dynamic Light Scattering”
Int. J. Biol. Macromol., Vol. 42, 55-61 (2008)
【概要】ガンマ線照射によるカッパ、イオタ、ラムダカラギーナン、およびアガーのコンフォメーション変化および凝集挙動を動的光散乱により研究した。いずれもガンマ線照射により、分子鎖切断が起こり低分子量化した。カッパ、イオタカラギーナンは100kGy照射まででコイルへリックス転移を示した。また、温度上昇による凝集化はラムダ>カッパ>イオタカラギーナンの順であった。
Takuya Suzuki, Hitoshi Endo, and Mitsuhiro Shibayama
“Analysis of Surface Structure and Hydrogen/deuterium Exchange of Colloidal Silica Suspension by Contrast-variation Small-angle Neutron Scattering”
Langmuir, Vol. 24, 4537-4543 (2008)
【概要】コントラスト変調小角中性子散乱によりサイズの異なる3種のシリカ粒子の表面構造を決定した。粒子径が小さくなるほど軽水素/重水素置換する表面シラノール基濃度が増大することがわかった。この研究は粒子充填系高分子材料の物性、とくに力学物性を左右する表面構造について重要な知見を与えるものである。

八尾 誠 原著論文 (2009年度)

Yoshinori Ohmasa, Taiki Hoshino, Ryosuke Osada, and Makoto Yao
“Bulk Shear Mode Contribution to Thermally Generated Capillary Wave on a Room Temperature Ionic Liquid Surface”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 061601-1 – 061601-11 (2009)
【概要】まず理論的に、表面張力波変位の自己相関関数を、振動項とバルク・シア項の和で表し、厳密な解析的表式を導出した。次に、バルク・シア・モードが無視できなくなる波数領域を特定し、室温イオン液体での実験データと比較することにより、その正当性を確認した。
Ryosuke Osada, Taiki Hoshino, Kotaro Okada, Yoshinori Ohmasa and Makoto Yao
“Surface Tension of Room-temperature Ionic Liquids Measured by Dynamic Light Scattering”
J. Chem. Phys., Vol. 130, 184705-1 – 184705-8 (2009)
【概要】表面動的光散乱実験から、室温イオン液体の表面張力、粘性、表面エントロピー、表面エンタルピーを導出した。バルク中の極性-非極性ドメイン構造が、表面では緩和していることを結論した。

八尾 誠 原著論文 (2008年度)

T. Hoshino, Y. Ohmasa, R. Osada and M. Yao
“Dispersion Relation of Capillary Waves on Ionic Liquids – Observation of the Fast Overdamped Mode -”
Phys. Rev. E, Vol. 78, 061604-1 – 061604-8 (2008)
【概要】室温イオン液体の表面張力波の分散関係を、表面動的光散乱法により求めた。温度あるいは波数の変化に伴い、振動から過減衰に転移することを見出した。過減衰域において、平衡液体として初めて、速い過減衰モードの観測に成功した。
Wataru Makino, Ryoko Kishikawa, Makoto Mizoshiri, Shinichi Takeda, and Makoto Yao
“Viscoelastic Properties of Room Temperature Ionic Liquids”
J. Chem. Phys., Vol. 129, 104510-1 – 104510-7 (2008)
【概要】超音波測定結果に基づき、室温イオン液体の粘弾性についての初めて議論した。極性-非極性双連結ドメイン構造が、ダイナミクスにも影響しているとを結論した。
Yoshinori Ohmasa, Taiki Hoshino, Ryosuke Osada, and Makoto Yao
“Surface Waves at the Liquid-Vapor Interface of Ionic Liquid [bmim][TFSI]”
Chem. Phys. Letters, Vol. 455, 184-188 (2008)
【概要】室温イオン液体の表面張力波を、水平面反射型の動的光散乱実験により観測した。解析には、Jaeckel-Kawasakiの厳密な分散関係を用い、それにより表面張力や粘性が正確に導出できることを、イオン液体として初めて見出した。さらに、粘性の変化に伴う、表面張力波のpropagating-overdamp転移をイオン液体として初めて発見した。
Ayano Chiba, Yoshinori Ohmasa, Stephen M. Bennington, Jon W. Taylor, and Makoto Yao
“Analysis of the Optic-type Collective Mode in Liquid Selenium to Determine the Local Structure”
Phys. Rev. B, Vol. 77, 132202-1 – 132202-4 (2008)
【概要】中性子非弾性散乱実験により、液体セレンの動的構造因子を導出し、光学モードの同定した。動的構造因子を3体鎖状モデルで解析し、構造パラメータ求めた。

谷口貴志 原著論文 (2008年度)

Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, and Takashi Taniguchi
“Shape Deformation of Vesicles Coupled with Phase Separation”
Prog. Theor. Phys. Suppl., Vol. 175, 71-80 (2008)
【概要】ベシクルの膜面上での相分離と形との結合より、浸透圧と温度変化による相分離させると、ベシクルがさまざまな形態を示すこと、また、相分離ドメインの粗大化により縦長の楕円体、扁平な楕円体、shar-fish(ヒトデ型)のベシクルが全て扁平楕円体へ変形する(shape convergence)ことが分かった。(A02今井GとA04谷口との共同研究)
Yosuke Kadome, Masahiro Amagasa, Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, and Kiyohito Koyama
“Effect of Electric Current on Beads Formation in Electrospinning of Poly(Vinyl Alcohol)”
Intern. Polymer Processing, Vol. 23, 377-384 (2008)
【概要】ポリビニルアルコール溶液を用いた静電紡糸において、溶液の導電率と紡糸条件(印加電圧、収集板とニードル間距離、相対湿度)が繊維上に発生するビーズの形成に及ぼす影響について研究を行った。実験の結果、紡糸電流の値が低くなるについてビーズの形成が抑制され、さまざまな条件下で、ある共通の閾電流値になると、ビーズが全く形成されなくなり、紡糸した繊維の径の分布もほぼ同じになることが分かった。
Osamu Takiguchi, Daisaku Ishikawa, Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, and Kiyohito Koyama
“Effect of Rheological Behavior of Epoxy during Precuring on Foaming”
Journal of Applied Polymer Science, Vol. 110, 657-662 (2008)
【概要】低誘電特性を有する樹脂材料を作成するため、エポキシに硬化剤を混ぜた系を硬化中に発泡させる試みが行われいる。このような製造過程を最適化するためには、硬化過程でのレオロジー特性の時間変化と発泡の時期、および速度のコントロールが重要となる。この研究は、硬化過程でのレオロジー特性の変化をゾル-ゲル転移との関連で捉え、この材料の臨界ゲル近傍のレオロジー特性を測定し、臨界ゲル到達後のどの時間で発泡させるとどのような発泡体が形成されるかを詳細に調べたものである。(谷口貴志:理論的考察)
Masayuki Imai, Miho Yanagisawa, and Takashi Taniguchi
“Shape Deformation of Ternary Vesicles Coupled with Phase Separation”
Phys. Rev. Lett., Vol. 100, 148102-1 – 148102-4 (2008)
【概要】3成分ベシクル系において、浸透圧を変化させ、様々な膜変形を引き起こさせ、そのそれぞれの形を初期状態として膜上相分離を引き起こさせると、ベシクルに多様な形態を生じさせることを実験的に示し、その起源を理論的に解析した。(A02今井GとA04谷口との共同研究)

谷口貴志 原著論文(2007年度)

Remco Tuinier, Jan K. G. Dhont, Takashi Taniguchi, and Tai-Hsi Fan
“Nanoparticle Retardation in Semidilute Polymer Solutions”
AIP Conference Proceedings, Vol. 982, 326-330 (2008)
【概要】準希薄高分子溶液中にある球形コロイドの表面近傍および平坦な壁面での流れの問題を取り扱い、平坦な壁面近傍でのスリップ速度を数値的に計算した。また、球を通り過ぎる高分子溶液の流れを高分子の濃度に関係した非一様な粘度を考慮したスリップの数値計算を行い、近年行われた解析計算結果との比較を行った。
Osamu Takiguchi, Masataka Sugimoto, Takashi Taniguchi, and Kiyohito Koyama
“Effect of Viscosity of an Epoxy Near or Over its Gel Point on Foaming Structures”
AIP Conference Proceedings, Vol. 982, 501-503 (2008)
【概要】エポキシ樹脂、硬化剤、発泡剤の3成分系を硬化過程でのレオロジー特性の変化をゾル-ゲル転移との関連で捉え研究した論文である。この材料の臨界ゲル近傍のレオロジー特性を測定し、臨界ゲル到達後のどの時間で発泡させるとどのような発泡体が形成されるかについて報告した。
Masayuki Imai, Miho Yanagisawa, and Takashi Taniguchi
“Shape Deformation of Ternary Vesicles Coupled with Phase Separation”
AIP Conference Proceeding, Vol. 982, 667-671 (2008)
【概要】ベシクル内外の浸透圧差と面積差の制御により、ベシクルの形をprolate型、discocyte型、starfish型などの形態に変形させることを示し、さらに温度を変化させ膜状相分離を引き起こさせることで、様々な形がdiscocyte型へ収斂するshape convergenceやbuddingの方向が一定方向にそろうdirectional buddingが起こることを示した論文である。
Tetsu Mitsumata, Mitsuaki Nagata, Takashi Taniguchi, and Seigou Kawaguchi
“Storage Modulus of Poly(vinyl alcohol) Gels Loaded with Polyelectrolyte Particles”
e-Polymer, Vol. 56, 1-8 (2007)
【概要】PVAゲル中に電解質の粒子や中性の粒子を分散させたゲルの粘弾性特性について調べた。
電解質粒子をゲル中に分散させた場合、ゲルの貯蔵弾性率は添加した粒子の体積分率と共に増加し、歪に依存せず線形的な振舞いを示した。電気的に中性な粒子を含むPVAゲルの場合、添加した粒子の体積分率によらず膨潤度は一定の値を示すが、弾性定数は大幅に増加した。これは中性の粒子が結びつき非線形粘弾性特性を示すためであることが分かった。

山本量一 原著論文 (2008年度)

Takuya Iwashita and Ryoichi Yamamoto
“Short-time Motion of Brownian Particles in a Shear Flow”
Phys. Rev. E, Vol. 79, 031401-1- 031401-5 (2009)
【概要】独自に開発したコロイド分散系のメソスケールシミュレーション法を用いて、溶媒中のコロイド粒子のブラウン運動の直接数値計算を行った。
Ryoichi Yamamoto, Kang Kim, Yasuya Nakayama, Kunimasa Miyazaki, and David R. Reichman
“On the Role of Hydrodynamic Interactions in Colloidal Gelation”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 77, 084804-1 – 084804-4 (2008)
【概要】独自に開発したコロイド分散系のメソスケールシミュレーション法を用いて、溶媒中のコロイド粒子の構造形成のダイナミクスの直接数値計算を行った。

土井正男 原著論文 (2008年度)

Youngki Jung, Tadashi Kajiya, Tatsuya Yamaue and Masao Doi
“Film Formation Kinetics in the Drying Process of Polymer Solution Enclosed by Bank”
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 48, 031502-031508 (2009)
【概要】高分子液滴の乾燥のダイナミクスを実験的に調べるために、接触線が動かず、溶液の粘弾性が無視できるような系を選定し、乾燥実験を行い、乾燥後にできるフィルム形状の、液滴体積、高分子濃度依存性を議論した。
Hiroshi Morita, Simone Plog, Tadashi Kajiya, and Masao Doi
“Slippage of a Droplet of Polymer Solution on a Glass Substrate”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 78, 014804-014808 (2009)
【概要】ガラス基板上を転がり落ちる高分子液滴の運動を通常の液滴の運動と比較し、接触線近傍の運動における高分子溶液の特異性を議論した。
Yoshihiro Morishita, Hiroshi Morita, Daisaku Kaneko, and Masao Doi
“Contace Dynamics in the Adhesion Process between Spherical PDMS Rubber and Glass Substrate”
Langmuir, Vol. 24, 14059-14065 (2008)
【概要】ガラス基板に軟らかなゴム球を押し付けたときの粘着と剥離のダイナミクスを実験し、拡張JKR理論と比較した。
Tadashi Kajiya, Daisaku Kaneko, and Masao Doi
“Dynamical Visualization of “Coffee Stain Phenomenon” in Droplets of Polymer Solution via Fluorescent Microscopy”
Langmuir, Vol. 24, 12369-12374 (2008)
【概要】蛍光を用いて、乾燥液滴中の高分子濃度の時間変化を求めた。
Masato Makino, Leo Arai, and Masao Doi
“Shear Migration of Chiral Particle in Parallel-disk”
Phys. Soc. Jpn., Vol.77, 064404-1 – 064404-4 (2008)
【概要】キラルな形状の粒子はずり流動によって、鏡像粒子と分離できることを実験的に示した。
Hiroshi Morita, Taku Ozawa, Naoki Kobayashi, Hiroo Fukunaga, and Masao Doi
“Dissipative Particle Dynamics Study for the Phase Separated Structures of Polymer Thin Film Caused by Solvent Evaporation”
Journal of the Society of Rheology, Vol. 36, 93-98 (2008)
【概要】:2種の高分子の混合溶液において、溶媒蒸発によって形成される相分離構造をシミュレーションした。

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 .

今井正幸 原著論文 (2008年度)

Hervé Tabuteau, Laurence Ramos, Kaori Nakaya-Yaegashi, Masayuki Imai, and Christian Ligoure
“Nonlinear Rheology of Surfactant Wormlike Micelles Bridged by Telechelic Polymers”
Langmuir, Vol. 25, 2467-2472 (2009)
【概要】テレケリック高分子と紐状ミセルが作る2重トランジェントネットワークの非線形レオロジーの測定し、急激な弾性率上昇を観察した。
Tomomi Masui, Naohito Urakami, and Masayuki Imai
“Nano-meter-sized Domain Formation in Lipid Membranes Observed by Small Angle Neutron Scattering”
Eur. Phys. J. E , Vol. 27, 379-389 (2008)
【概要】3成分混合脂質ベシクルでのナノメーターサイズでのドメイン形成を中性子小角散乱で追跡し、核形成モデルから議論した。(川勝年洋:理論的考察)
Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, and Takashi Taniguchi
“Shape Deformation of Vesicle Coupled with Phase Separation”
Progress of Theoretical Physics Supplement , Vol. 175, 71-80 (2008)
【概要】3成分混合脂質ベシクルにおいて相分離が膜の余剰面積と結合した場合の膜変形挙動を実験的に明らかにし、理論的な考察を加えた。(谷口貴志:理論的考察)
Yukiko Suganuma, Naohito Urakami, Rina Mawatari, Shigeyuki Komura, Kaori Nakaya-Yaegashi, and Masayuki Imai
“Lamellar to Micelle Transition of Nonionic Surfactant Assemblies Induced by Addition of Colloidal Particles”
J. Chem. Phys., Vol. 129, 134903-1 – 134903-10 (2008)
【概要】界面活性剤の作るラメラ膜にコロイド粒子を閉じ込めるとラメラ相からミセル相に転移する事を実験的に見いだし、枯渇相互作用の観点から説明した。(好村滋行:理論面での考察)
Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, and Takashi Taniguchi
“Shape Deformation of Vesicle Coupled with Phase Separation”
American Institute of Physics Conference Proceedings, Vol.982, 667-670 (2008)
【概要】3成分ベシクルの浸透圧差による膜変形と相分離の結合による新しい形態転移(谷口貴志:理論的サポート、好村滋行:理論的サポート)
Yuka Sakuma, Naohito Urakami, Yusuke Ogata, Michihiro Nagao, Shigeyuki Komura, and Masayuki Imai
“Dynamics of Nano-Meter-Sized Domains on a Vesicle”
American Institute of Physics Conference Proceedings, Vol.982, 717-720 (2008)
【概要】ナノベシクル上でのナノメーターサイズのドメインのダイナミクスを中性子スピンエコー法で測定した。(好村滋行:理論的サポート、川勝年洋:理論的サポート)
Miho Yanagisawa, Masayuki Imai, and Takashi Taniguchi
“Shape Deformation of Ternary Vesicles Coupled with Phase Separation”
Phys. Rev. Lett., Vol.100, 148102-1 – 148102-4 (2008)
【概要】多成分ベシクルの相分離と浸透圧差による膜変形を結合させた時に観察される新しいタイプの膜変形。(谷口貴志:理論的サポート、好村滋行:理論的サポート)
Yuka Sakuma, Masayuki Imai, Miho Yanagisawa, and Shigeyuki Komura
“Adhesion of Binary Giant Vesicles Containing Negative Spontaneous Curvature Lipids Induced by Phase Separation”
Eur. Phys. J. E, Vol.25, 403-413 (2008)
【概要】負の自発曲率を持つ脂質と零の自発曲率を持つ脂質の2成分ベシクルで相分離させて、ベシクルの接着を実現させた。(好村滋行:理論的サポート、川勝年洋:理論的サポート)

小貫 明 原著論文 (2008年度)

Akira Onuki
“Henry’s Law, Surface Tension, and Surface Adsorption in Dilute Binary Mixtures”
J. Chem. Phys., Vol. 130, 124703-1 – 124703-11 (2009)
【概要】2成分流体の気液界面における濃度分布や界面張力
の熱力学的性質の理論。特にマランゴニー現象で界面張力がいかに変化するか明らかにした。逆マランゴニ効果が溶質の分子的特質によりいかに出現するかの基礎理論である。(マランゴニ効果は非常に有名だが基礎理論がなくその理解のための第一論文である。)
Akira Onuki and Ryuichi Okamoto
“Solvation and Dissociation in Weakly Ionized Polyelectrolytes”
J. Phys. Chem. B, Vol. 113, 3988-3996 (2009)
【概要】荷電高分子の理論。電離度を揺らぐ変数と考え、電荷と溶媒との水和相互作用を取り入れた。応用として相分離界面での電離度と電荷分布を計算した。荷電高分子の構造形成にとり最も肝要だが理論がなかった側面である。DNAの電離についても理解の出発点となる。(PG de Gennes特集号に寄稿。)
Akira Onuki
“Surface Tension of Electrolytes: Hydrophilic and Hydrophobic Ions near an Interface”
J. Chem. Phys., Vol. 128, 224704-1 – 22414-8 (2008)
【概要】イオンを含む溶液の界面張力の一般論。親水性イオンと親油性イオンからなる塩は界面にてデバイ波長程度のスケールでマイクロ相分離することなどを示されている。このため大きな界面張力減少がおこる.
Akira Onuki
“Nonionic and Ionic Surfactants at an Interface”
Europhysics Letters, Vol. 82, 58002-58007 (2008)
【概要】イオン性界面活性剤の統計理論。両親媒性相互作用・水和相互作用・静電相互作用をいれた理論を構築している。イオンが親水性と親油性のものの組み合わせであると劇的に界面吸着が増加することなどが示されている。
Toshiyuki Hamanaka, Hayato Shiba, and Akira Onuki
“Plastic Flow in Polycrystal States in a Binary Mixture”
Phys. Rev. E, Vol. 77, 04250-1 – 04250-4 (2008)
【概要】多結晶状態の2成分粒子系でのレオロジーを研究した。コロイド系などの実験を提案している。

高野敦志 原著論文 (2008年度) 

Atsushi Takano, Yutaka Ohta, Yuuki Kushida, Keisuke Masuoka, and Yushu Matsushita
“The Second Virial Coefficients of Highly-purified Ring Polystyrenes in Cyclohexane”
Polymer, Vol. 50, 1300-1303 (2009)
【概要】分子量1.6万から57万の4種類の高純度環状ポリスチレンのシクロヘキサン溶液中、27.0–34.5oCにおける光散乱測定により、第2ビリヤル係数(A2)を評価したところ、線状ポリスチレンのA2=0となる温度、すなわち34.5 oCではいずれの試料ともA2は正の値を示すことが確認された。また、これらの環状ポリスチレンは27.7 oCでA2=0になることがわかった。この結果は、トポロジカル相互作用を考慮することにより説明できる。
Yutaka Ohta, Yuuki Kushida, Yushu Matsushita, and Atsushi Takano
“SEC-MALS Characterization of Cyclization Reaction Products: Formation of Knotted Ring Polymer”
Polymer, Vol. 50, 1297-1299 (2009)
【概要】分子量4.7万、ならびに38万のテレケリックポリスチレンを良溶媒中、ならびに貧溶媒中で末端カップリングすることにより得られた環状高分子を多角度光散乱装置接続のサイズ排除クロマトグラフィーにより分析した。その結果、低分子量ポリマー(4.7万)の2種類の溶媒中で生成した環状高分子は同じ回転半径を有しているのに対し、38万の高分子量ポリマーからの2種類の環状高分子は異なる回転半径を有していることが確認され、貧溶媒中では分子内絡み目を有する環状高分子が生成していることが示唆された。
Yutaka Ohta, Yuuki Kushida, Daisuke Kawaguchi, Yushu Matsushita, and Atsushi Takano
“Preparation, Characterization, and Nanophase-Separated Structure of Catenated Polystyrene-Polyisoprene”
Macromolecules, Vol. 41, 3957-3961 (2008)
【概要】環状ポリスチレン、ならびに環状ポリイソプレンがトポリジカルに絡み合ったカテナン型高分子を調製し、そのモルフォロジーをTEMにより調べた。(高野敦志:試料合成と構造観察、川口大輔:試料調製、松下裕秀:構造解析)

田中晋平 原著論文 (2008年度)

Ratan C. Gosh, Akihiko Toda, and Shinpei Tanaka
“The Effect of NaCl on the Eutectic Phase Behavior of Aqueous Poly(Ethylene Glycol) Solutions”
Polymer, Vol. 50, 1304-1310 (2009)
【概要】ポリエチレングリコール(PEG)ー水系における結晶融解挙動に対する塩の効果を熱測定によって詳細に調べ、得られた相図を格子モデルで説明することを試みた。その結果、相互作用パラメータのPEG濃度依存性を考察することができ、塩の効果が塩析効果として説明可能なことを示した。(戸田昭彦:実験、田中晋平:解析)

奥村 剛 原著論文 (2008年度)

Chieko Ishino and Ko Okumura
“Wetting Transitions on Textured Hydrophilic Surfaces”
Eur. Phys. J. E, Vol. 25, 415-424 (2008)
【概要】テクスチャーのついた基板上の濡れに関する研究。カッシー状態からベンゼル状態への転移について、中央部から不均質に転移がおこる場合のエネルギー変化について議論。親水性の場合にも計算を行い、最近実験的に観測された「目玉焼き状態」をはじめて理論的に予言した。

山本 潤 原著論文 (2008年度)

Masamichi Nishihara, Yoshihiko Murakami, Takashi Shinoda, Jun Yamamoto, and Masayuki Yokoyama
“Synthesis and Characterization of a Temperature-responsive Amphiphilic Block Copolymer Containing a Liquid Crystalline Unit”
Chem. Lett., Vol. 37, 1214-1215 (2008)
【概要】抗がん剤用の水溶性ジブロック共重合体の疎水部に、側鎖型液晶高分子を導入した化合物を合成した。これを用いて水溶液中に分散する半径100nmの高分子ミセルの中心に、液晶状態を実現した。液晶-液体相転移を用いて薬物の保持・リリースを制御するDDSシステムへの応用を目指す。
Jun Yamamoto and Isa Nishiyama
“Structure and Dynamics of Isotropic Order”
Prog. Theo. Phys. Supple., Vol. 175, 114-122 (2008)
【概要】スメクティックブルー相のダイナミクスには、特徴的な揺らぎのモードが2つあることを動的光散乱法により発見した。このうち低周波数のモードは、光励起による構造色変化の緩和時間と一致し、単位格子の膨張・収縮に対応する。高周波のモードは、コレステリックブルー相でも観測される配向揺らぎのモードに類似している。しかしながら、緩和時間が高温の等方相から相転移点に向けて連続的に接続し、有限に留まることが特徴である。
Masahiro Kojima, Jun Yamamoto, Koichiro Sadakane, and Kenichi Yoshikawa
“Generation of Multiple Circular Walls on a Thin Film of Nematic Liquid Crystal by Laser Scanning”
Chem. Phys. Lett., Vol. 457, 130-133 (2008)
【概要】ネマティック液晶中でレーザトラップ用ビームを渦巻き状に動かすことで多重同心円状の欠陥を作成することに成功した。多重の同心円状欠陥では、カイラル対称性が破れた2種類の欠陥がある。2種類の欠陥は偏光顕微鏡下で同じ明暗の縞を持ちエネルギー的に縮退している。

羅 亮皓 原著論文 (2008年度)

Hidemitu Furukawa, Rikimaru Kuwabara, Yoshimi Tanaka, Takayuki Kurokawa, Yang Ho Na, Yoshihito Osada, Jien Ping Gong
“Tear Velocity Dependence of High-Strength Double Network Gels in Comparison with Fast and Slow Relaxation Modes Observed by Scanning Microscopic Light Scattering”
Macromolecules, Vol. 41, 7173-7178 (2008)
【概要】光散乱実験を通してDNゲルの破断速度依存性を調べた。
Yang-Ho Na, Yoichi Naruse, Naofumi Fukuda, Hiroshi Orihara, Andika Fajar, Vera Hamplova, Miroslav Kaspar, and Milada Glogarova
“E-T Phase Diagrams of an Antiferroelectric Liquid Crystal with Re-Entrant Smectic C* Phase”
Ferroelectrics, Vol. 364, 13-19 (2008)
【概要】反強誘電性液晶のE-T相図を作成し相転移を示し、その液晶のリエントラント相転移について考察した。
Yang-Ho Na,Tetsunori Shibuya, Seiji Ujiie, Tomoyuki Nagaya, and Hiroshi Orihara
“Stripe Formation in an Immiscible Polymer Blend under Electric and Shear-flow Fields”
Phys. Rev. E, Vol. 77, 041405-1 – 041405-4 (2008)
【概要】電場・流動場中の非相溶ブレンドのストライプ形成について考察した。電場の増加とともにせん断応力が増加するが、共焦点レーザ顕微鏡観察から応力増加はストライプ形成に起因することが分かった。また、ストライプ構造の周期、揺らぎについて議論した。
(氏家誠司:議論・サンプル提供、長屋智之:画像解析)

折原 宏 原著論文 (2008年度)

Hiroshi Orihara, Hiroyuki Tazawa, and Yang Ho NA
“Viscoelastic Properties of Nematic Liquid Crystals in an Electric Field”
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 47, 8902-8904 (2008)
【概要】振動せん断流下でのネマチック液晶の電気粘性効果を実験的に調べ、Ericksen-Leslie理論の有効性を検討した。
Hiroshi Orihara, Kana Tanabu, and Yang Ho Na
“Scaling Properties of Immiscible Fluid Blends in Electric and Shear Flow Fields”
J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 77, 093802-1 – 093802-4 (2008)
【概要】定せん断流下でステップ電場を印加した際の構造変化に伴う過渡応答におけるスケーリング関係を実験的に検証した。

多辺由佳 原著論文 (2008年度)

Makoto Yoneya,Yuka Tabe, and Hiroshi Yokoyama
“Molecular Dynamics Simulation Study of Gas Transport through Chiral Liquid Crystalline Monolayer”
Ferroelectrics, Vol. 365, 139-147 (2008)
【概要】MHPOBC単分子膜に水素ガスを透過させた際の分子構造の分布確率をMD計算で求めた。(米谷慎:実験とディスカッション)

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)

川勝年洋 原著論文 (2008年度)

You Iida, Toshihiro Kawakatsu, Ryuhei Motokawa, Satoshi Koizumi, and Takeji Hashimoto
“Transition in Domain Morphology of Block Copolymer Undergoing Polymerization”
Macromolecules, Vol. 41, 9722-9726 (2008)
【概要】重合反応によってブロック共重合体の分子構造が時々刻々変化するときの相分離の動力学を、分子構造を乱雑位相近似を用いて取り入れた時間依存Ginzburg-Landauモデルを用いて解析した。反応速度と相分離の速度の大小に応じて、相分離の異なる動的経路が見いだされ、平衡状態では生成されない相分離構造が見つかった。(小泉智:理論に対応する実験の実施)
Takashi Honda and Toshihiro Kawakatsu
“Hydrodynamic Effects on the Disorder-to-order Transitions of Diblock Copolymer Melts”
J. Chem. Phys., Vol. 129, 114904-1-114904-8 (2008)
【概要】動的自己無撞着場理論と流体力学方程式(Navier-Stokes 方程式)をカップルさせることにより、粘性の違いがブロック共重合体の秩序相の形成過程の動力学に及ぼす影響をシミュレーションで調べた。
Hiroshi Morita, Toshihiro Kawakatsu, Masao Doi, Toshio Nishi, and Hiroshi Jinnai
“Three-Dimensional Visualization of a Single Block Copolymer in Lamellar Nanodomains”
Macromolecules, Vol. 41, 4845-4849 (2008)
【概要】ブロック共重合体のミクロ相分離構造のTEMT写真をもとに、SCF理論と分子動力学法によるシミュレーションを実行し、ミクロ相分離構造内の1本の鎖の配位を計算する手法を提案した。(森田浩司:自己無撞着場理論と分子シミュレーション、
陣内浩司:TEMT観測、土井正男・西俊夫:全体の総括)
Dung Q. Ly, Takashi Honda, Toshihiro Kawakatsu, and Andrei V. Zvelindovsky
“Hexagonally Perforated Lamella-to-Cylinder Transition in a Diblock Copolymer Thin Film under an Electric Field”
Macromolecules, Vol. 41, 4501-4505 (2008)
【概要】ブロック共重合体の薄板に形成される穴あきラメラ構造に対して電場を印可した系を、動的自己無撞着場理論を用いてシミュレートし、構造相転移のキネティックパスウェイを明らかにした。

氏家誠司 原著論文 (2008年度)

Seiji Ujiie, Eri Kurosawa, and Masya Moriyama
“Thermotropic Liquid Crystalline Amphiphilic Materials with Hydrophilic Groups at Both Terminals”
Thin Solid Films, Vol. 517, 1362-1366 (2008)
【概要】親水単位を分子両末端に有する両親媒性液晶を合成し,それらの熱的性質と配向挙動について調べた.両親媒性液晶はスメクチックA相に加え,チルトスメクチック相を形成した.(折原宏:基礎物性について議論)
Akira Mori, Masashi Hashimoto, and Seiji Ujiie
“Self-ordered States Derived from 2-benzoyloxy- and 2-benzoylamino-5-cyanotroponoids and their Corresponding Benzenoids”
Liquid Crystals, Vol. 35, 1109-1128 (2008)
【概要】シアノトロポノイド系化合物から得られる誘導体の自己組織化について調べ,それらに対応するベンゼン系誘導体の特性と比較した.
Takeshi Yoshimi, Masaya Moriyama, and Seiji Ujiie
“Langmuir-Blodgett Film Formation and Photoisomerization of Ionic Liquid Crystalline Polymer with Azobenzene Pendant Groups”
Trans. Mater. Res. Soc. Jpn., Vol. 33, 407-410 (2008)
【概要】光応答性側鎖基を有するイオン高分子液晶からLBフィルムを作製した.LBフィルム内でのメソゲン側鎖の配向特性および層構造形成について調べた.
Seiji Ujiie, Takeshi Yoshimi, Takafumi Nonaka, and Masaya Moriyama
“Langmuir Monolayers and Multilayered Langmuir-Blodgett Films of Main Chain Liquid Crystal Polymers Containing 1,4-Bisstyrylbenznene Groups”
Trans. Mater. Res. Soc. Jpn., Vol. 33, 411-414 (2008)
【概要】主鎖型高分子液晶について,単層および多層のLBフィルムを作製した.メソゲン基の配向をLBフィルムおよびバルク液晶状態の場合について,比較した.主鎖型高分子液晶はLBフィルム内で折りたたみ構造を形成し,バルク液晶状態での配向と異なることが明らかになった.
吉見剛司,守山雅也,氏家誠司,折原宏
“液晶分子に対する外場による配向制御”
電磁力関連のダイナミクス講演論文集, Vol. 20, 299-300 (2008)
【概要】側鎖型高分子液晶に関する電場および磁場に対する運動性および配向特性を評価した.磁場内でのメソゲン基の配向秩序と磁場強度の関係を明らかにした.(折原宏:議論)
吉見剛司,守山雅也,氏家誠司,折原宏
“液晶分子に対する磁場配向挙動の解析”
電磁力関連のダイナミクス講演論文集, Vol. 20, 297-298 (2008)
【概要】主鎖型高分子液晶の磁場内での配向挙動について,ESRスピンプローブ法を用いて調べた.(折原宏:議論)

藤井政俊 原著論文 (2008年度)

Masatoshi Fujii, Nagisa Hamochi, and Tadashi Kato
“Surface Force of Polystyrene Latex Particles in Aqueous Anionic Amphipathic Solutions”
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 47, 6146-6148 (2008)
【概要】非加熱で作成したポリスチレンラテックスの粒子とシリカ平板間の表面力を陰イオン性両親媒性分子水溶液中で測定したところ,表面間距離が遠いところより異常な引力が働いた.これは陰イオン性両親媒性分子が粒子表面に吸着し表面の絡み合いをほどいたためと考えられた.(加藤直:実験結果解析のアドバイス)