シーズ技術紹介

【その他】 (2016/03/09公開)

ソフトマターの3次元構造観察とマイクロレオロジー測定法

大学院工学研究院 応用物理学部門
折原 宏 教授

北海道大学研究シーズ集webサイトオープンのお知らせ

かねてより準備を進めておりました北海道大学研究シーズ集webサイトをオープンいたしました。

本研究者の研究シーズはこちらです↓↓

https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/54/
ご利用者様・サイト訪問者様により使いやすく、質の良い情報を発信していけるよう、更新をしてまいります。北海道大学研究シーズ集webサイトをよろしくお願いいたします。






非平衡複雑流体における構造形成と粘弾性の関係


ソフトマターは、文字どおり柔らかいため外場によりその構造が容易に変化すると同時に、その物理的性質も劇的に変化します。これを利用したソフトマターの機能性材料への応用を目指し、3 次元構造と物理的性質を調べるための手法の開発を行なっています。


研究の内容


2 種類の互いに相溶しない高分子を混合したある種の高分子ブレンドでは、電場を印加すると見かけの粘度が可逆的に増大することが知られています(電気粘性効果)。

一般に2 種類の高分子を混合すると一方の高分子がドロップレットになって他方の高分子中に分散します。これに電場を印加すると、図1 のようにドロップレットが電場方向に伸びてカラム構造ができ、弾性率が変化します。また、せん断流下では図2(a)に示すようにドロップレット構造をしていますが、これに電場を印加すると(b)のネットワーク構造へと変化し、これに伴って粘度が増大します。

このような構造とレオロジーの関係は今回開発したシステムにより初めて明らかになりました。

このシステムを用いて、生体物質のアクチン溶液においてはせん断流により誘起された相分離を明瞭に観察することにも成功しました。

応用例


  • 流動下におけるソフトマターの3 次元構造観察
  • エマルジョンおよびサスペンジョンの電気粘性効果の発現機構
  • 生体物質の流れ場測定とマイクロレオロジー


産業界へのアピールポイント


開発したシステムにより外場下(せん断流、電場下)においてミクロンスケールでのソフトマターの構造観察(流れ場測定)とレオロジー測定が同時に可能であるので、例えば電気粘性流体の評価ができます。

さらに、流動下におけるマイクロレオロジー測定も可能であるので、シアシニングを示すような非ニュートン流体の評価にも適しています。

研究室ホームページ


大学院工学研究院 応用物理学部門
ソフトマター工学研究室
http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/MOLPHY/home/



※お問い合わせは 北海道大学 産学・地域協働推進機構ワンストップ窓口まで

Update 2018-04-17
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