ラテックスコロイド懸濁液の電気流体特性

乳胶胶体悬浮液的电液特性

基本信息

批准号：
08875005
负责人：
国府田隆夫
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Japan Women's University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

標記の研究課題に関する平成9年度の研究実績の概要は次項のごとくである。[1] 数ミクロンの粒径のラテックス・コロイド粒子を超純水に分散させた試料を用い、金属電極を付着させたカラス板の電極間隙(1mm)に試料液を滴下して、電極に種々な電圧と周波数の交流電場を印加したときの粒子の運動を顕微鏡で観察し、電場を印加してからの時間変化をビデオ録画した。その画像から、電場によって種々なサイズの粒子集合体が形成される様子を定量的にグラフ化した。電場印加により各孤立粒子に電気双極子モーメントが誘起され、粒子間に異方的な相互作用(双極子・双極子相互作用)が働く。それに伴って、最初は少数個の粒子が電場に平行方向に連結した集合体が生じるが、時間経過とともに集合体の連結により永い鎖状構造に発展する。その際のダイナミクスを、粒径、濃度、電場強度、電場周波数を変化させて、定量的にグラフ化し、電気流体としてのラテックスコロイド懸濁液の基本的特性を実験的に解明した。[2] 2次元三角格子モデルに基づき、有限の温度で双極子・双極子相互作用を及ぼし合っている粒子系のダイナミクスを、モンテ・カルロ法による計算機シミュレーションにより調べた。その結果は、半定量的に上記の実験結果と一致することを明らかにした。

1997财年有关该研究课题的研究结果总结如下。 [1] 使用粒径为数微米的乳胶胶体粒子分散在超纯水中的样品，将样品溶液滴入附有金属电极的玻璃板的电极间隙（1mm）中，进行各种分析。当施加一定电压和频率的交流电场时，用显微镜观察颗粒的运动，并记录施加电场后随时间的变化。从这些图像中，他们定量地绘制了由于电场而形成的各种尺寸的颗粒聚集体的形成图。通过施加电场，在每个孤立的粒子中感应出电偶极矩，并且粒子之间发生各向异性相互作用（偶极子相互作用）。结果，首先形成聚集体，其中少量颗粒在平行于电场的方向上连接，但随着时间的推移，聚集体连接并发展成长链状结构。通过改变粒径、浓度、电场强度和电场频率，定量绘制当时的动力学曲线，并通过实验阐明了乳胶胶体悬浮液作为导电流体的基本特性。 [2] 基于二维三角晶格模型，我们利用蒙特卡罗方法进行计算机模拟，研究了在有限温度下表现出偶极-偶极相互作用的粒子系统的动力学。发现结果与上述实验结果半定量一致。