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

コロイド系の新しいシミュレーション手法

コロイド系の新しいシミュレーション手法 コロイドとは 10-1000 nm の微粒子が液体に分散した状態をいい,塗料・食品など身の回りに広く存在している.コロイドなどでは液体を介して,粒子の運動が互いに影響を及ぼしあうことが知られており,これを流体力学的相互作用という.数値シミュレーションはコロイドを研究するのに非常に有効な手段であるが,この流体力学的相互作用をうまく取り入れることは容易ではない.その一番の原因は,液体と固体,またはその境界の運動を同時に解かなければならないことである.そこで,我々は固体であるコロイドを分散媒よりも粘性の高い変形しない液滴として表現することで効率よくコロイド分散系を扱うことができるハイブリッドな数値シミュレーション法を開発し,流体粒子ダイナミクス法と名付けた.図は,この流体粒子ダイナミクス法を用いて行ったコロイドの凝集過程を調べたものであり,流体力学的相互作用によってコロイドはネットワーク構造を形成することを示している.流体力学的相互作用のようなポテンシャルでは記述できない相互作用が(準)安定な構造形成に影響するということは,ソフトマターのような非平衡状態にある系の大きな特徴である.

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