Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

地震 / 摩擦 / ゲル / スティックスリップ運動 / その場可視化 / 不均一性 / スティックスリップ / 自己組織化 / 可視化 / スティック－スリップ運動 / 相図 / PIV / 巨大地震 / ゆっくり地震

ゲルは，高分子からなるやわらかい弾性体であり，すべらせるとしばしばスティック－スリップ運動を起こす．ゲルのスティック－スリップ運動は，断層が一時的かつ局所的にすべりを起こす地震現象と類似した振る舞いを示すことから，地震現象のモデル系として用いられている．本研究では，実験条件によってスティック－スリップ運動の複雑性をコントロールできることを発見した．また，その場可視化を用いてスティック－スリップサイクルの中で巨大すべりがどのように“準備”されるかについて調べ，巨大すべり直前を特徴付ける物理量と実験パラメータとのスケーリング関係を見出した．

高分子物性 / ゲル / ゴム弾性 / 理想網目 / 不均一性 / ゲル化 / 中性子散乱 / 小角中性子散乱 / Tetra-PEG / 理想ポリマーネットワーク / イオンゲル / 動的光散乱 / フェノール樹脂 / トポロジカル欠陥 / テトラペグゲル / 古典ゴム弾性論 / 動的粘弾性 / モジュールカップリング法 / 古典ゴム弾生論

モジュールビルディング法により得られる高度に制御された網目構造を持つ"理想的"ポリマーネットワークを主たる対象とし、ゴム弾性論や高分子物理学の本質に関わる基本的事項について、特に構造と物性の相関の観点から研究を行った。研究手段には、小角中性子散乱(SANS)をはじめとし、動的光散乱(DLS)、小角X線散乱(SAXS)、力学試験、レオロジー、膨潤・収縮実験、示差熱分析(DSC)、赤外分光など、多くの構造解析、分析手段、さらには計算機シミュレーションも動員し、理想的ポリマーネットワークTetra-PEGゲルをはじめ、天然ゴムやフェノール樹脂、紐状ミセルなど、さまざまな架橋系高分子の構造と物性の関連について総合的な解明をおこなった。その結果、理想ポリマーネットワークおよびその対照高分子系に対し、網目構造を分子次元で徹底的に解明するとともに、弾性率、破断強度、破断伸び、ヒステリシス挙動、膨潤度などの巨視的物理量との対応づけを行った。その結果、当初の目的としていた、応用まで視野に入れた精密高分子網目の科学を創成することができた。

【研究分担者】
酒井崇匡	東京大学	工学系研究科	助教	(Kakenデータベース)