ゲルの弾性特性

質問

弾性と粘性をあわせもった物質にゲル状ポリマーなどがあると思うのですが、これらの弾性特性って周波数に対してどのような関係があるのでしょうか。詳しい方教えてください。

回答No.2

shkwta · ベストアンサー

これはレオロジーという分野です。

単純には、粘弾性を表現するのに、マクスウェルモデル、フォークトモデルというものを使います。
http://www.eko.co.jp/eko/c/c01/c010202_t04/c010202_t04.html

マクスウェルモデルは、バネとダッシュポットを直列につないだもの、フォークトモデルは並列につないだものです。（ダッシュポットは粘性のモデルで、速度に比例した抵抗力を生じる装置です。シリンダに粘性液体が入っていて、穴のあいたピストンを出し入れしていると考えてください。）

マクスウェルモデルの方で説明すると、試料に周期的な歪をかけたときの応力は、
低周波数では：ダッシュポットの運動が卓越し、バネはあまり運動しない。弾性率が低。ダッシュポットはよく動くが、応力が小さいのでエネルギーの散逸は少ない。
高周波数では：ダッシュポットがあまり運動せず、バネの運動が卓越する。弾性率が高。ダッシュポットがあまり動かないのでエネルギーの散逸は少ない。

この両者の間に、ダッシュポットによるエネルギーの散逸がピークになる周波数があります。

実際の粘弾性体では、このピークが複数の周波数に現れたり、広範囲に広がったりすることがあります。こうしたことは、実際に測定しなければわかりません。また、温度により変化します。時間-温度換算則というものが成り立つことがあり、その場合は、温度を上げるのと周波数を下げるのが同じ効果をもたらします。また、このような線形モデルで説明できない物質、現象も多々あります。

この講座の第４回ぐらいから詳しい説明が出ています。
http://koho.osaka-cu.ac.jp/vuniv1997/nishinari/lectnisi.html

お礼

ありがとうございます。HP参考にしてみます。

回答No.1

noname#21649

答え
わからない。
チクソトロピー.リオペクチー....のようなレオロジー関係を調べてみて下さい。どの性質を取るかがゲルの成分と濃度で変わりますから

お礼

レオロジーですか。。。なかなか難しい分野ですね。勉強してみます。