田中 肇研究室 ソフトマターの物理 東京大学 工学系研究科 物理工学専攻 東京大学 生産技術研究所 基礎系部門
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高分子・液晶・コロイド・膜・タンパク質液体・ガラス・ゲル光とソフトマター
流体系の相分離粘弾性相分離(高分子溶液)粘弾性相分離(コロイド・タンパク質溶液)粘弾性相分離(シミュレーション)ブロックコポリマーのミクロ相分離ぬれと相分離外場下での流体系の相分離(流動・温度勾配)スメクチック液晶の動的構造制御高分子溶液の動的臨界現象高分子鎖のコイル・グロビュール転移コロイドを用いた非平衡現象の直接観察コロイド系の新しいシミュレーション手法荷電コロイドの電気泳動荷電コロイドの凝集空間拘束下での膜の秩序化膜系の流動誘起相転移MLVの核形成・成長膜の相転移と構造形成液晶マイクロエマルションコロイド・液晶複合系液晶・等方液体系の相分離膜・コロイド複合系における自発的粒子分別

外場下での流体系の相分離(流動・温度勾配)

外場下での流体系の相分離(流動・温度勾配) 流体系の相分離は,他の相転移に比べ熱力学的な駆動力が弱いこともあり,ぬれ・ずり流動・電場・温度勾配などの外的要因に容易に影響を受ける.我々は,この振舞いを実験・数値シミュレーションによって研究を行ってきた.図は,数値シミュレーションによる水平に温度勾配を掛けた場合の相分離の様子である.セルの左端を相分離温度より高く右端を低くし,ほぼ中心が相分離温度になるよう設定した.低温部で相分離が起こると重力の影響で内部に対流が起こり,液体は低温部と高温部を行き来し,流れに乗った物質は相分離と相溶化を繰り返すようになる.流体系の相分離では,流れ場が相分離を促進するが,相溶化では流れ場の影響が小さく,主に拡散によってのみ進行し,その結果,相分離が優勢に進む.これは,系の平均温度が相分離温度より高いような状態でも,ある一端だけ冷却して対流が起こるようにすれば,できるだけ低いエネルギーで系全体を相分離させることが可能であることを示している.

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