氏名 : 定岡恵子 (280167130)
所属 : 計算物性工学講座
題目 : ゲル表面のシワ生成シミュレーション
概要 :
ゲルとは高分子の網目構造とその隙間を満たす溶媒からなる固体であり、高分子溶液
の性質とゴム弾性体としての性質をあわせ持つ非常に特異な物質形態である。そのた
め、他では見られないような様々な現象を示す。このうち、板状のゲルを作り、その
片面を固定して他の面を自由に膨潤させると、表面に力学的な不安定が生じ、規則的
なシワのパターンが現れる。ここではその現象を数値モデルを使って調べた。モデル
としては、ゲルの自由エネルギーはFlory-Hugginsの理論による高分子と溶媒の混合
のエネルギーと、Kuhnの仮定による高分子鎖の弾性エネルギーの和で表した。さらに
有限要素法を用いて運動方程式を離散化してシミュレーションを行った。その結果、
実験で観測されているようなゲル表面のシワが定性的に再現できた。
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