Effect of entanglement in non-equilibrium colloidal dispersion

非平衡胶体分散体中缠结的影响

• 批准号: 20H01876
• 负责人: 岩下 靖孝
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01876/
• 关键词: コロイド分散系; レオロジー; 異方性粒子; 絡み合い; アクティブマター; コロイド粒子; フォトリソグラフィ; コロイド; 非平衡; コロイド分散系; レオロジー; 異方性粒子; 絡み合い; アクティブマター; コロイド粒子; フォトリソグラフィ; コロイド; 非平衡

本研究ではコロイド粒子の絡み合い形状を系統的に設計し、力学的非平衡下において、絡み合い相互作用が粒子分散系の静的・動的空間構造にどう影響するか、それによりどのような力学物性が現れるのかを解明することを目的としている。1. 試料作成：フォトリソグラフィを用い、これまでに青・緑・橙それぞれの蛍光を発する任意形状微粒子の作成に成功している。この微粒子について、ブロモエタノール水溶液により粒子と溶媒の密度を、ブロモナフタレンと粒子の混合により屈折率を一致させた系を実現した。しかし、何れも粒子の分散状態の安定性には改善の余地が残った。また、屈折率と密度の両方を一致させるには至っていない。2. ずり流動場下の構造形成：作成したS字状、楕円状といった絡み合い形状を持つ粒子の分散系に顕微レオメータを用いてずり流動場を印加したところ、絡み合い構造が流れ場の方向に成長する様子を観察することができた。S字と楕円の混合系において、S字同士だけでなくS字-楕円-S字の結合も見られた。また、複数の粒子が同時に同箇所に引っかかり、分岐構造が形成される様子も捉えた。このように、流動場中における絡み合い構造の形成過程とその特徴を直接的に観察することに成功した。3. 能動粒子の構造形成：フォトリソグラフィで作成した粒子に対し、部分的に金属薄膜を形成し、水溶液中で交流電場を印加することにより、能動的に運動する異方形状微粒子系を作成した。まず絡み合い能は無いが大きな形状異方性を持つ粒子を用て実験を行い、形状に依存した非常に特徴的な運動（速さの大きな履歴挙動や自励振動）や相互作用（自己捕捉）を示すことを見出した。

这项研究系统地设计了胶体颗粒的交织形状，并旨在阐明纠缠相互作用如何影响粒子分散体的静态和动态空间结构，而没有机械性能。 1。样品制备：使用光刻学，我们成功地创建了以蓝色，绿色和橙色发射荧光的任意形状细颗粒。对于这些细颗粒，通过使用溴乙醇溶液匹配颗粒和溶剂密度的系统，并通过将Bromonaphthalenene和颗粒混合来匹配折射率。但是，在每种情况下，都有改善颗粒分散状态的稳定性的空间。此外，折射率和密度均未匹配。 2。剪切流场下的结构形成：当将剪切流场应用于具有相互缠绕形状的颗粒的剪切场分散体时，例如使用微颗粒计，例如S形或椭圆形的形状，我们能够观察到相互交织的结构如何在流场的方向上生长。在S形和椭圆形的混合系统中，不仅可以观察到S形，而且还观察到S形椭圆形键。还可以捕获同时在同一位置捕获多个颗粒的情况，从而形成分支结构。因此，我们成功地直接观察了流场中交织结构的形成过程和特征。 3。活跃颗粒的形成：金属薄膜的一部分是在光刻产生的颗粒上形成的，并将AC电场应用于水溶液中，以创建各向异性细颗粒系统，以主动移动。首先，我们使用没有纠缠能力但具有较大形状各向异性的颗粒进行了实验，发现它们表现出极其独特的运动（高速历史行为和自我激发振动）和相互作用（自捕获），取决于形状。