浦山健治 原著論文(2010年度)
Yoshiki Sawa, Fangfu Ye, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, Vianney Gimenez-Pinto, Robin Selinger, and Jonathan Selinger
“Shape Selection of Twist Nematic Elastomer Ribbons”
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, in press
【概要】表裏面間で液晶が90度ツイスト配向した液晶エラストマーのリボン状試料の形態の温度変化および幅依存性を調べた。リボンの幅を増加させると、中心線は直線でガウス曲率をもつヘリコイド形態から、中心線がらせん状で円筒曲率をもつスパイラル形態に転移することがわかった。また、らせんピッチなどの構造パラメータは温度に強く依存し、ある温度でらせんの向きが反転することがわかった。実験結果を説明するモデルを構築した。
“Shape Selection of Twist Nematic Elastomer Ribbons”
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, in press
【概要】表裏面間で液晶が90度ツイスト配向した液晶エラストマーのリボン状試料の形態の温度変化および幅依存性を調べた。リボンの幅を増加させると、中心線は直線でガウス曲率をもつヘリコイド形態から、中心線がらせん状で円筒曲率をもつスパイラル形態に転移することがわかった。また、らせんピッチなどの構造パラメータは温度に強く依存し、ある温度でらせんの向きが反転することがわかった。実験結果を説明するモデルを構築した。
Yoshiki Sawa, Kenji Urayama, and Toshikazu Takigawa
“Temperature-Responsive Bending of Nematic Elastomers with Hybrid Molecular Alignment”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., in press (2011)
【概要】ハイブリッド配向をもつ液晶エラストマー薄膜の温度応答性の屈曲挙動について調べた。
“Temperature-Responsive Bending of Nematic Elastomers with Hybrid Molecular Alignment”
Mol. Cryst. Liq. Cryst., in press (2011)
【概要】ハイブリッド配向をもつ液晶エラストマー薄膜の温度応答性の屈曲挙動について調べた。
Akihiro Konda, Kenji Urayama, and Toshikazu Takigawa
“Strain-Rate-Dependent Poisson’s Ratio and Stress of Polymer Gels in Solvents Revealed by Ultra-Slow Stretching”
Macromolecules, in press (2011)
【概要】膨潤のタイムスケールと同等の超低速度（分速１マイクロメートル）を含めた広範囲の変形速度で、ゲル（厚さ1mm、長さ５mm程度）の伸長実験を溶媒中で行った。伸長に誘起された膨潤が伸長過程で生じることにより、ポアソン比および伸長応力の顕著な伸長速度依存性が観察された。
“Strain-Rate-Dependent Poisson’s Ratio and Stress of Polymer Gels in Solvents Revealed by Ultra-Slow Stretching”
Macromolecules, in press (2011)
【概要】膨潤のタイムスケールと同等の超低速度（分速１マイクロメートル）を含めた広範囲の変形速度で、ゲル（厚さ1mm、長さ５mm程度）の伸長実験を溶媒中で行った。伸長に誘起された膨潤が伸長過程で生じることにより、ポアソン比および伸長応力の顕著な伸長速度依存性が観察された。
Yohsuke Bitoh, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, and Kohzo Ito
“Biaxial Strain Testing of Extremely Soft Polymer Gels”
Soft Matter, Vol. 7, 2632-2638 (2011)
【概要】自重変形するほど低弾性率の超ソフトゲルを独立二軸伸長できる装置を製作した。平衡まで膨潤した化学架橋および物理架橋ゲルの二軸変形下の応力ーひずみ挙動を調べ、ひずみエネルギー関数を評価した。特に、化学架橋ゲルの二軸伸長データは古典ゴム弾性理論の予測とはあわないことを示し、古くから知られていた平衡膨潤状態の一軸伸長データと同理論の一致はみかけにすぎないことを明らかにした。（伊藤耕三：結果についての討論）
“Biaxial Strain Testing of Extremely Soft Polymer Gels”
Soft Matter, Vol. 7, 2632-2638 (2011)
【概要】自重変形するほど低弾性率の超ソフトゲルを独立二軸伸長できる装置を製作した。平衡まで膨潤した化学架橋および物理架橋ゲルの二軸変形下の応力ーひずみ挙動を調べ、ひずみエネルギー関数を評価した。特に、化学架橋ゲルの二軸伸長データは古典ゴム弾性理論の予測とはあわないことを示し、古くから知られていた平衡膨潤状態の一軸伸長データと同理論の一致はみかけにすぎないことを明らかにした。（伊藤耕三：結果についての討論）
Yoshiki Sawa, Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa, Antonio DeSimone, and Luciano Teresi
“Thermally Driven Giant Bending of Liquid Crystal Elastomer Films with Hybrid Alignment”
Macromolecules, Vol. 43, 4362-4369 (2010)
【概要】表裏面間でローカルダイレクターが連続的に90度回転（一方の表面は水平配向、もう一方の表面は垂直配向）しているハイブリッド配向をもつ液晶エラストマー(LCE）薄膜を作製した。ローカルダイレクターの温度変化により、薄膜の巨大な屈曲変形が誘起され、ある温度を境に屈曲方向が変化することを見出した。また、巨視的な水平配向をもつLCE薄膜の変形の温度依存性をもとに、表裏面間のひずみの線形変化を仮定すると、ハイブリッド配向LCEの曲率の温度依存性が再現できることを示した。さらに、有限要素シミュレーションにより、薄膜の表裏面間の精密なひずみ分布を求め、線形近似がよい近似であることを示した。
“Thermally Driven Giant Bending of Liquid Crystal Elastomer Films with Hybrid Alignment”
Macromolecules, Vol. 43, 4362-4369 (2010)
【概要】表裏面間でローカルダイレクターが連続的に90度回転（一方の表面は水平配向、もう一方の表面は垂直配向）しているハイブリッド配向をもつ液晶エラストマー(LCE）薄膜を作製した。ローカルダイレクターの温度変化により、薄膜の巨大な屈曲変形が誘起され、ある温度を境に屈曲方向が変化することを見出した。また、巨視的な水平配向をもつLCE薄膜の変形の温度依存性をもとに、表裏面間のひずみの線形変化を仮定すると、ハイブリッド配向LCEの曲率の温度依存性が再現できることを示した。さらに、有限要素シミュレーションにより、薄膜の表裏面間の精密なひずみ分布を求め、線形近似がよい近似であることを示した。
Toshio Tada, Kenji Urayama, Takahiro Mabuchi, Kiyoshige Muraoka, and Toshikazu Takigawa
“Nonlinear Stress Relaxation of Carbon Black-Filled Rubber Vulcanizates under Various Types of Deformation”
J. Polym. Sci., Part B, Polym. Phys., Vol. 48, 1380-1387 (2010)
【概要】カーボンナノフィラー充填系ゴムの大変形応力緩和挙動を等二軸伸長、純ずり、一軸伸長変形下で調べた。同系の応力に対するひずみ効果と時間効果の分離性の妥当性について長く議論が続いていたが、応力そのものではなく応力から平衡応力を差し引いた緩和成分に着目すると同分離性が成立することを初めて示した。また、応力の時間依存性は純ゴムとほとんど同じであり、フィラー充填系のダイナミクスはゴムマトリックスに支配されていることを示した。応力の緩和強度は、平衡応力で規格化すると変形によらずほぼ一定値になることも見出した。これらの知見は、フィラー充填系ゴムの時間依存性を考慮した大変形挙動を記述する構成方程式の導出を容易にする。
“Nonlinear Stress Relaxation of Carbon Black-Filled Rubber Vulcanizates under Various Types of Deformation”
J. Polym. Sci., Part B, Polym. Phys., Vol. 48, 1380-1387 (2010)
【概要】カーボンナノフィラー充填系ゴムの大変形応力緩和挙動を等二軸伸長、純ずり、一軸伸長変形下で調べた。同系の応力に対するひずみ効果と時間効果の分離性の妥当性について長く議論が続いていたが、応力そのものではなく応力から平衡応力を差し引いた緩和成分に着目すると同分離性が成立することを初めて示した。また、応力の時間依存性は純ゴムとほとんど同じであり、フィラー充填系のダイナミクスはゴムマトリックスに支配されていることを示した。応力の緩和強度は、平衡応力で規格化すると変形によらずほぼ一定値になることも見出した。これらの知見は、フィラー充填系ゴムの時間依存性を考慮した大変形挙動を記述する構成方程式の導出を容易にする。