研究者チームが実施した最近の研究は、せん断下のリングポリマーの予期しないモーションパターンに新たな光を当てています。最先端のシミュレーション技術を使用して、チームはクエットフローのリングポリマーのダイナミクスを調査しました。これは、2つの平行プレートが異なる速度で移動し、速度勾配を作成するせん断流の種類を調査しました。
彼らの発見は、リングポリマーがサイズとせん断力の強度に応じて異なるモーションパターンを示すことを明らかにしました。低せん断速度では、小さなリングポリマーは線形ポリマーと同様に動作し、流れ方向と整列し、定期的に転倒します。ただし、せん断速度が増加すると、顕著な遷移が発生します。小さなリングポリマーは、スピニングトップに似た中心軸の周りで急速に回転し始めます。
この回転運動は、せん断誘導流とリングポリマーのユニークな構造特性との相互作用によって駆動されます。線形ポリマーとは異なり、リングポリマーは鎖の端を欠いており、効率的なエネルギー伝達を可能にする閉じた立体構造を示します。せん断力により、リングポリマーが変形して回転し、観測された回転運動につながります。
さらに、研究者は、リングポリマーの回転ダイナミクスがサイズに依存していることを発見しました。小さいリングポリマーは、より大きな対応物よりも速く回転し、ポリマーの回転半径に依存しています。このサイズに依存する動作は、せん断誘導の流れ強度とポリマーの回転慣性の相互作用から生じます。
これらの予想外のモーションパターンのせん断下のリングポリマーの発見は、複雑な液体の豊富な物理学を探索し、カスタマイズされた特性を備えた材料を設計するための新しい道を開きます。せん断下のリングポリマーの回転運動は、マイクロ流体デバイス、ポリマーブレンド、ドラッグデリバリーシステムなど、さまざまな用途に影響を与える可能性があります。
リングポリマーの複雑なダイナミクスを解明することにより、この研究は複雑な液体のより広い理解に貢献し、科学技術の多様な分野におけるこれらの材料の潜在的な応用に関する洞察を提供します。
