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at the structure factor primary peak and prepeakLuo, P.*; Zhai, Y.*; Leao, J. B.*; 古府 麻衣子; 中島 健次; Faraone, A.*; Zhang, Y.*
Journal of Physical Chemistry Letters (Internet), 12(1), p.392 - 398, 2021/01
被引用回数：4 パーセンタイル：27(Chemistry, Physical)典型的なネットワークイオン性液体ZnClの第1およびプレ回折ピークでの微視的な構造緩和を中性子スピンエコー分光により調べた。第1構造ピークの緩和はプレピークのものより速く、活性化エネルギーは約33%高い。融点より十分高温においても、伸長指数関数で記述される緩和が観測された。驚くべきことに、とくに第1ピークにおいて、非指数関数性パラメータは冷却とともに急激に増加し、
に向かって緩和は伸長指数型から指数型へと変わる。これらの結果は、過冷却状態の典型的なガラス的ダイナミクスが平衡液体で現れること、2つの異なる空間スケールの運動の活性化エネルギーが冷却に伴うネットワーク構造の形成と関連していることを示唆する。
小泉 智; Monkenbusch, M.*; Richter, D.*; Schwahn, D.*; Farago, B.*
Journal of Chemical Physics, 121(24), p.12721 - 12731, 2004/12
被引用回数：56 パーセンタイル：85.93(Chemistry, Physical)膨潤した高分子ゲル(ポリイソプロピルアクリルアミドゲル)の内部のナノスケールの濃度揺らぎを中性子小角散乱,中性子スピンエコー法による実験結果に基づいて定量的に解析した。中性子スピンエコー法では濃度揺らぎの時間緩和を数百ナノ秒まで追跡することで、架橋によって凍結された濃度揺らぎ(静的不均一性)を決定することに成功した。またゲルを変形したとき中性子小角散乱では流動誘起相分離に特徴的なバタフライ状小角散乱を観察できた。これらの結果より変形に伴い静的不均一性が「応力と濃度揺らぎの動的カップリング」の機構に従って応答し、その結果流動誘起相分離(バタフライ状小角散乱)が出現したことを明らかにした。
小泉 智
高分子, 51(12), P. 957, 2002/12
中性子スピンエコー法で得られた高分子ゲルの静的不均一構造に関する最近の成果をまとめた。実在の高分子ゲルには架橋点の空間不均一によって誘発される静的不均一構造が存在し、これが過剰な小角散乱や引っぱりなどの変形を受けたときのバタフライ状散乱の原因であると報告されてきた。そこでわれわれは中性子スピンエコー法によって高分子ゲル中の濃度揺らぎの時間変化を追跡し静的不均一構造による小角散乱を分離した。その結果、静的不均一構造からの散乱は、約10ナノメートルの大きさで波数qの関数としてq
で急激に減少することが明らかとなった。またこれより小さなスケールでは普通の高分子溶液と同じような濃度揺らぎが熱的に生成消滅していることが明らかとなった。濃度揺らぎの凍結,非凍結がナノスケールで共存している点がゲルという柔らかい固体の起源であると結論した。
小泉 智; Monkenbusch, M.*; Richter, D.*; Schwahn, D.*; 安中 雅彦*
Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.320 - 322, 2001/05
高分子ゲルは、高分子準濃厚溶液に化学架橋を導入した物質であり、このため一般の溶液と異なり流動性を失う。言い換えれば、ずり弾性率などの力学量が固体と同様に検出できる。このことは微視的には、濃度揺らぎの一部が架橋構造によって凍結され、個々の高分子鎖の相互位置関係が時間変化しないということに相当する。しかしながらゲルは大量の低分子溶媒(水など)を含むため、自由に変形でき液体的な側面も十分に残しており、微視的には時間とともに緩和できる濃度揺らぎが部分的に存在していることになる。本研究は、中性子スピンエコーと中性子小角散乱の併用で、凍結された濃度揺らぎの構造因子を小角散乱の領域で定量的に観察した。その結果、ポリイミドプロピルアクリルアミドゲルでは摂氏28度において、前方散乱強度の約35%が凍結されていることがわかった。またこの凍結成分は温度とともに増大し、体積相転移点(摂氏34度)付近では、約55%に増大することがわかった。またその構造因子は波数qについて、qで急激に減衰し、固体から液体へのクロスオーバーが、ゲルの編み目構造との相対的な長さ関係で決定されることが確認された。
