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与重要成分的聚合物混合物薄膜的Casimir力的存在。我们对100kHz的电容进行了精确测量，以用55％wt的PEMS薄膜（二甲基硅氧烷）/聚（二甲基甲基甲基硅氧烷）的薄膜测量。电容随温度高于玻璃过渡温度的温度而降低，然后在临界温度周围显示出平稳气。该结果表明两个电极之间存在着吸引人的相互作用。吸引力的起源可能是由于Casimir力量造成的，尽管详细的测量尚无法成功完成。其次，我们使用介电光谱法进行退火过程，测量了两个聚苯乙烯薄膜之间的聚（2-氯苯乙烯）薄膜的α-过程的动力学。该实验对于理解Casimir效应的显微镜机制非常重要。

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