Variety of the memory retention ability in the memory effect of paste

记忆膏的记忆保持能力的多样性

基本信息

批准号：
20K03886
负责人：
中原明生
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

粉と液体を混ぜた高濃度固液混合ペーストは自身の揺れ（振動）や流れ（剪断）などの動きを塑性変形の形で記憶し、乾燥させて固化した状態での割れやすい方向はその記憶によって決定される（ペーストの記憶効果）。これまでの本研究グループの研究により、ペーストが揺れを記憶した場合は揺れた方向に垂直に割れやすくなり、流れを記憶した場合は流れた方向に平行に割れやすくなることが分かっている。本研究では、ペーストが揺れや流れの動きを記憶するメカニズムを解明し、工学的な応用を目指す。まず、ペーストが狭いスリットを通過して流れる時に、割れやすくなる方向がスリット通過前後で流れに平行な方向から垂直な方向へと変化するメカニズムについて調べるにあたり、記憶効果によって生成された異方的な縞状亀裂パターンの方向性を定量化するために情報エントロピーを用いた異方性の定量化を提案することで、スリット通過前後の異方性の転移が定量化できることになり、そのメカニズム解明へ向けた大きな進歩となった。次に、ペーストが揺れや流れなどの自身の動きを記憶するメカニズムを調べるために粉と混ぜる液体の種類を水からエタノールに変えたところ、炭酸カルシウムの粉末を混ぜると揺れを記憶するがエタノールと混ぜると記憶できなくなり、一方フッ化カルシウムの粉末とエタノールを混ぜると揺れを記憶できるが水と混ぜると記憶できなくなるなど、粉と液体の組み合わせによって記憶できたりできなくなったりすることが分かった。さらに研究を進めたところ、記憶効果が発現するためには粉と液体の親和性が関係しており、親和性が良いと粉が液体中で一様に分散してしまうために異方性を記憶する構造が形成できず、かえって親和性が悪いほうが揺れや流れなどの動きに連動した異方的なネットワーク構造を形成しやすくなるために記憶効果が発現しやすくなることが分かった。

由粉末和液体储存的高浓度固体混合糊状物，例如塑性变形形式的摇动（振动）和流动（剪切），以及在干燥和凝固时可能会破裂的方向由记忆（糊状的记忆效应）确定。该研究小组的先前研究表明，当糊状物记得摇动时，它变得更有可能垂直于挥杆方向，并且当记住流动时，它变得更有可能与流动方向平行。这项研究旨在阐明粘贴记忆摇动和流动运动的机制，并将其应用于工程应用。首先，当我们研究糊状物的方向容易开裂的机制时，从平行于流经裂缝之前和流过的方向变化，直到通过裂隙前后的方向垂直于方向，我们提出了量化狭缝的量化，我们建议使用信息熵量化较大的裂纹模式，从而量化了较大的裂纹模式，并量化了这种记忆的效果，并以这种方式生成了这种记忆，并以此为生，并以这种状态的效果，并以这种方式生成了这一效果，并以此为生，并以这种方式生成了这一范围，并以这种方式生成了这一范围，并以这种方式逐渐构成了这种记忆的效果，并以此为生。通过狭缝之前和之后的过渡，这是阐明机制的重大进展。接下来，为了研究糊状物记得其自身运动（例如摇动和流动）的机制，我将液体类型从水到乙醇更改为乙醇。发现混合碳酸钙粉末会记住摇动，但是将其与乙醇混合会阻止它被记住，而将氟化钙粉与乙醇混合混合会使它令人难忘，但是将其与水混合会使它不可能记住，而粉末和液体的组合将使它无法记住。已经进行了进一步的研究，已经发现，为了实现记忆效应，粉末和液体之间的亲和力是相关的，如果亲和力良好，粉末将统一地分散在液体中，因此无法形成存储各向异性的结构，就无法形成较差的亲和力，并且可以更轻松地形成网络结构，例如将其链接起来，例如，它可以使其链接到移动上。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

乾燥亀裂パターンの動的統計則に現れる相転移的性質

干裂纹动态统计规律中出现的相变特性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤伸一;中原明生;湯川諭
通讯作者：
湯川諭

Evolution of anisotropic crack patterns in shrinking material layers

收缩材料层中各向异性裂纹模式的演变

DOI：
10.1039/d1sm01193f
发表时间：
2021
期刊：
Soft Matter
影响因子：
3.4
作者：
Roland Szatmari;Zoltn Halasz;Akio Nakahara;So Kitsunezaki and Ferenc Kun
通讯作者：
So Kitsunezaki and Ferenc Kun

Morphological diversity in crack pattern of dried colloidal suspension induced by memory effect

记忆效应引起的干胶体悬浮液裂纹形态的形态多样性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakayama Yasuya;Kajiwara Toshihisa;中原明生
通讯作者：
中原明生

X-ray computerized tomography observation of Lycopodium paste incorporating memory of shaking

摇动记忆石松膏的X射线计算机断层扫描观察

DOI：
10.1103/physreve.105.044902
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review E
影响因子：
2.4
作者：
So Kitsunezaki;Akihiro Nishimoto;Tsuyoshi Mizuguchi;Yousuke Matsuo;Akio Nakahara,
通讯作者：
Akio Nakahara,

HAS(ハンガリー)

HAS（匈牙利）