Direct observation of critical Casimir effect using capacitance measurements for thin polymer films

使用聚合物薄膜的电容测量直接观察临界卡西米尔效应

• 批准号: 23654154
• 负责人: FUKAO Koji
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23654154/
• 关键词: 微小力測定; 臨界カシミール効果; 高分子ブレンド系; α過程; 界面相互作用; 電気容量測定; 超薄膜; 相溶性高分子; 臨界現象; LCST; 誘電緩和; 高分子多層膜; カシミール力; 高分子ブレンド; 臨界点; 相溶性

The purpose of the present study was to elucidate the existence of Casimir force for thin films of polymer blends with a critical component. We made precise measurements of electric capacitance at 100kHz for thin films of poly(dimethyl siloxane)/poly(ethyl methyl siloxane) with 55 % wt fraction of PEMS. The electric capacitance decreases with increasing temperature above the glass transition temperature and then shows a plateau around the critical temperatures. This results suggest that there is an attractive interaction between two electrodes. The origin of the attractive force might be due to the Casimir forces, although the detailed measurements could not yet be done successfully. Secondly, we measured the dynamics of alpha-process of poly(2-chlorostyrene) thin films between two polystyrene thin films with various thicknesses using dielectric spectroscopy for annealing process. This experiment will be important for understanding of the microscopic mechanism of the Casimir effect.

本研究的目的是阐明具有关键成分的聚合物共混物薄膜中卡西米尔力的存在。我们在 100kHz 下对 PEMS 重量分数为 55% 的聚（二甲基硅氧烷）/聚（乙基甲基硅氧烷）薄膜的电容进行了精确测量。电容随着温度高于玻璃化转变温度而降低，然后在临界温度附近呈现稳定状态。该结果表明两个电极之间存在吸引相互作用。尽管详细的测量尚未成功完成，但吸引力的起源可能是由于卡西米尔力。其次，我们利用退火过程中的介电谱测量了不同厚度的两个聚苯乙烯薄膜之间的聚（2-氯苯乙烯）薄膜的α过程动力学。该实验对于理解卡西米尔效应的微观机制具有重要意义。

项目成果

Segmental and local dynamics of stacked thin films of poly(methyl methacrylate)

聚甲基丙烯酸甲酯堆叠薄膜的分段和局部动力学

• DOI: 10.1103/physreve.89.022602
• 发表时间: 2014
• 期刊: Phys. Rev. E
• 作者: T. Hayashi;K. Fukao
• 通讯作者: K. Fukao

高分子の誘電インピーダンス測定の原理, 測定例と注意点, 電気化学/インピーダンス測定のノウハウと正しいデータ解釈

聚合物介电阻抗测量原理、测量示例和注意事项、电化学/阻抗测量技巧和正确的数据解释

• 发表时间: 2013
• 作者: S. Sakaguchi;T. Uesaka;et al;深尾 浩次
• 通讯作者: 深尾 浩次

Glass transition dynamics of stacked thin films of polymers

聚合物堆叠薄膜的玻璃化转变动力学

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Fukao;D.Tahara;阿保真,他;K.Fukao
• 通讯作者: K.Fukao

Heterogeneous and aging dynamics in single and stacked thin polymer films

单层和堆叠聚合物薄膜的异质和老化动力学

• DOI: 10.1007/12_2012_172
• 发表时间: 2013
• 期刊: Advances in Polymer Science
• 作者: K. Fukao;T. Terasawa;Y. Oda;K. Nakamura;D. Tahara
• 通讯作者: D. Tahara

"Heterogeneous dynamics of multilayered thin polymer films" , Chap.9 of "Advances in Dielectrics"

“多层聚合物薄膜的异质动力学”，《电介质进展》第 9 章

• 发表时间: 2014
• 作者: Koji Fukao;Hirokazu Takaki;Tatsuhiko Hayashi
• 通讯作者: Tatsuhiko Hayashi