同一実験系で定常状態と過渡領域

摘要

高密度分散系における動的せん断ジャミングの直接観察について、シカゴ大学のI.R.Peters氏らが報告している。(ネイチャー7598号)高密度の硬質粒子分散系は、静止時は液体に似ているが、撹拌時やせん断時に挙動が著しく変化することがある。こうした現象の例として高速衝撃時の固化や、分散系の粘度が不連続的に桁違いに高くなることを特徴とする強いずり粘稠化などがある。最近、これらの非ニュートン性の高い挙動の大半が、ジャミング転移の枠内で説明された。しかし、ジャミングは確かに固体様の剛性をもたらすが、強くずり粘稠化した状態であっても、やはり流動性があるため、完全なジャミング状態というわけではない。さらに、分散系は非圧縮性であるが、標準的なジャミングシナリオにおける剛性の発現には粒子密度が増加しなければならない。また、ずり粘稠化は定常状態で起こるが、衝撃によって生じる固化は過渡的である。結果として、これらの高密度分散系の現象がどのように関連しあっているのか、よく分かっていなかった。