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動的不均一性は、ガラス形成材料が液体状態からガラス状態へと相転移を起こす際の挙動を記述する。動的不均一性において、ガラス状態への冷却過程のダイナミクスは材料内部で変化を示す。
ポリマー
ポリマーの特性には粘弾性があり、合成または天然のものがあります。ポリマー液体を結晶化せずに凝固点以下に冷却すると、過冷却液体になります。過冷却液体をさらに冷却するとガラスになります。[1]
ポリマーが急速冷却によってガラス化する温度をガラス転移温度T g と呼びます。この温度 では、粘度は冷却速度に応じて 最大10 13ポアズに達します。
相転移
ポリマーからガラス状態への相転移が起こる可能性があります。ポリマーのガラス転移には、緩和時間、粘度、ケージのサイズなど、多くの決定要因があります。低温ではダイナミクスが非常に遅く（鈍くなり）、緩和時間はピコ秒から秒、分、またはそれ以上に増加します。高温では、相関関数は、非常に短い時間の弾道領域（粒子が相互作用しない）と微視的領域を持ちます。微視的領域では、相関関数は高温で指数関数的に減少します。低温では、相関関数は、粒子が低速緩和と高速緩和の両方を示す中間領域を持ちます。低速緩和は、ガラス系にケージがあることを示しています。ガラス状態では密度は均一ではなく、粒子は空間内で異なる密度分布に局在しています。これは、システム内に密度の変動が存在することを意味します。温度は運動エネルギーに正比例し、粒子が互いに局所的な領域に閉じ込められるため、粒子のダイナミクスは非常に遅くなります。粒子はこれらのケージ内でラトリング運動を行い、互いに協力します。ガラス状ポリマー中のこれらの領域はケージと呼ばれます。中間領域では、各粒子はそれぞれ異なる緩和時間を持ちます。[2]
これらすべての場合におけるダイナミクスは異なるため、小さなスケールでは、系全体の大きさに比べて系内に多数のケージが存在する。これは、系のガラス状態における動的不均一性として知られている。動的不均一性の測定は、非ガウスパラメータ、4点相関関数（動的感受率）、3時間相関関数などの相関関数を計算することによって行うことができる。[3]
参考文献
- ^ ルビンスタイン、マイケル; コルビー、ラルフ・H. (2003).高分子物理学. ニューヨーク:オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-852059-7。
- ^ バインダー、カート、コブ、ウォルター (2005).ガラス質物質と無秩序固体：その統計力学入門. シンガポール: World Scientific Publishing Co.Pte. Ltd. ISBN 981-256-510-8。
- ^ Kob, Walter (1999). 「過冷却液体およびガラスのコンピュータシミュレーション」. 11. Journal of Physics: Condensed Matter : R85.
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さらに読む
- ベルティエ、ルドヴィック。ビロリ、ジュリオ。ブショー、日本;ルカ・チペレッティ;ザールロース、ヴィム・ヴァン (2011)。ガラス、コロイドおよび粒状媒体における動的不均一性。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-969147-0。
