ミセル
界面活性剤など，一つの分子内に親水部分と疎水部分を併せ持った分子は，水中で特徴的な集合体を自発的に形成します．そのひとつにミセル構造があります．
ミセルは濃度や温度によって，球状や棒状，紐状など様々な構造を形成します．下図は球状ミセルと紐状ミセルです．紐状ミセルは例えばジェルタイプと呼ばれる洗剤の一部に用いられて，力がかからないときは紐状ミセルが高分子のように網目状の構造を持つので高粘度で壁から流れ落ちませんが，水をかけると構造が壊れて洗い落とせるという特殊な性質を持っています．
 球状ミセルと紐状ミセル(一部のミセルのみ着色)
|
|
散逸粒子動力学
ミセルなど分子集合体を持つ物質・材料のことをソフトマターと言います．ソフトマターの性質は，このメソスケールの分子集合体が深く関係しています．しかしながら，この分子集合体は巨大なため，
分子動力学で扱うことのできる分子数を遥かに越えてしまっています．泰岡研究室ではこのスケールを扱うため，粗視化シミュレーションである
散逸粒子動力学法(DPD: Dissipative Particle Dynamics)を用いて，研究を行っています．
この手法により流体力学よりもミクロな視点でものごとを考えますが，粗視化によりMD法よりはマクロで長い時間の物理現象を扱うことが出来ます．
|
|
|
ミセル等の分子集合体はマクロスケール(分子/原子レベル)とミクロスケール(材料レベル)の中間のスケールに位置し，
この領域は一般的にメソスケールと呼ばれています．
例えば液晶やコロイド，ゾルなどは物質内部にこのメソスケールの構造を持つため，金属など固い材料とは異なる様々な特性を持っています．
皆さんも手を触れると色を変わる液晶シート(下図)を触った経験があるのではないでしょうか？この「色が変わる」という応答は，内部のメソスケールの構造が
変化するために起こります．このような材料はソフトマターと呼ばれています．
 液晶シート(温度変化による変色)
|
|
関連論文
- Arai, N., Yasuoka, K., and Zeng, X. C., "Self-Assembly of Surfactants and Polymorphic Transition in Nanotubes", Journal of American Chemical Society, 130, 7916-7920(2008). DOI : 10.1021/ja7108739
- Arai, N., Yasuoka, K., Masubuchi, Y. , "Spontaneous self-assembly process for threadlike micelles", J. Chem. Phys., 126, 244905(2007). DOI : 10.1063/1.2747240
|
関連発表（国際学会）
- Noriyoshi Arai, Kenji Yasuoka, Yuichi Masubuchi, "Self-Assembly of Aqueous Surfactant Solutions in Nanotubes", 5-th Pacific Rim Conference on Rheology, Sapporo, Japan, Aug., 2010.
- Noriyoshi Arai, Kenji Yasuoka, and Yuichi Masubuchi, "Dissipative Particle Dynamics Simulation for Formation Process of Threadlike Micelles under Shear Flow", Third International Conference Multiscale Materials Modeling, Freiburg, Germany, Sep., 2006.
- Noriyoshi Arai, Kenji Yasuoka, and Yuichi Masubuchi, "Structural Analysis of Threadlike Micelles: A Dissipative Particle Dynamics Study", Symposium on Progress and Future Prospects in Molecular Dynamics Simulation -In Memory of Professor Shuichi Nose-, Yokohama, Japan, Jun., 2006.
- Noriyoshi Arai, Kenji Yasuoka and Yuichi Masubuchi, "Dissipative Particle Dynamics Simulation for Fomation Process of Threadlike Micelles", International Symposium on Molecular Simulations -A symposium to mark the retirement of Professor Yasuaki Hiwatari-, Kanazawa, Japan, Mar., 2006.
- Noriyoshi Arai, Kenji Yasuoka, Yuichi Masubuchi, "Dissipative Particle Dynamics of Surfactant Threadlike Miceller Solutions", 8th US National Congress on Computational Mechanics (USNCCM), Austin, USA, Jul., 2005.
|
関連発表（国内学会）
- 荒井規允，泰岡顕治，X. C. Zeng, "ナノチャネルに閉じ込められた界面活性剤水溶液の散逸粒子動力学シミュレーション", 第25回分子シミュレーション討論会, 大岡山, 日本, 2011年12月.
- 荒井規允, 泰岡顕治, 増渕雄一, "散逸粒子動力学法による紐状ミセルのせん断誘起構造の解析", 第58回レオロジー討論会, 宮城, 日本, 2010年10月.
- 荒井規允，泰岡顕治，X. C. Zeng, "閉じ込められた系におけるミセル水溶液の自己組織化", 2008年度高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会合同討論会, 東京, 日本, 2008年12月.
- 松尾 亜児，荒井 規充，小沢 拓，島田 智子，泰岡 顕治，堀田 篤, "散逸粒子動力学法による両親媒性分子の歪みによる球状‐ひも状ミセル転移の解析", 第56回高分子学会年次大会, 京都, 日本, 2007年05月.
- 荒井規允，泰岡顕治，増渕雄一, "散逸粒子動力学シミュレーションによる紐状ミセル水溶液のダイナミクスの解明", 第56回理論応用力学講演会, 東京, 日本, 2007年03月.
- 荒井規允，泰岡顕治，増渕雄一, "散逸粒子動力学シミュレーションによる剪断流れ下における紐状ミセルの生成過程の解明", 熱工学コンファレンス2006, 横浜, 日本, 2006年11月.
- 荒井規允, 泰岡顕治, 増渕雄一, "散逸粒子動力学法を用いた紐状ミセルの生成過程のシミュレーション", 第53回レオロジー討論会, 豊橋, 日本, 2005年11月.
- 荒井規允, 泰岡顕治, 増渕雄一, "Dissipative Particle Dynamics (DPD) 法を用いた紐状ミセルの生成過程のシミュレーション", 第18回計算力学講演会, つくば, 日本, 2005年11月.
|
|
Copyright(c) 1998-2023 Yasuoka Laboratory, Keio University. All rights reserved.
|
