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

粘弾性相分離(コロイド・タンパク質溶液)

粘弾性相分離(コロイド・タンパク質溶液) 粘弾性相分離現象は,高分子のように非常に高い内部自由度のために発生する絡み合いによる粘弾性の効果がなくても,速い成分と遅い成分の混合系 (動的に非対称な系) であれば発現するとの考え方に立ち,それを直接的に検証するため,コロイド,タンパク質溶液による研究を行ってきた.どちらも,遅い成分 (コロイド粒子,タンパク質分子) は通常球形をとっていて内部自由度を持たず,速い成分 (水+電解質) 中に分散した混合系であり,また特定の条件下では凝集あるいは相分離が発生することが既に知られている.この結果,凝集あるいは相分離過程において発生するパターンが,遅い成分が主成分の少数相が連結する,という粘弾性相分離現象に特有のネットワーク状パターンであることを,顕微鏡観察によって示すことができ,特にコロイド分散系では,蛍光色素を含有したコロイド粒子を用い,レーザー走査共焦点顕微鏡を用いることによって,初めてこのネットワーク構造を3次元的に観測することができた.これらの研究により,動的非対称性が粘弾性相分離現象の本質であり,あらゆる動的に非対称な系において普遍的に発生することが示された (図は,コロイド粒子: ポリスチレンラテックス (蛍光色素 rhodamine を含有),直径 0.05 μm,0.1 vol%,溶媒: 水+重水 (コロイドの密度とマッチング) 電解質: NaCl 4 wt%,時間: 220 min).

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