歴代受賞者一覧

受賞者紹介

土井　正男（どい・まさお）
昭和23年 3月28日生まれ
東京都立大学理学部物理学科　助教授

贈賞の理由

高分子液体の粘弾性のレプテーション理論

ゴムやプラスチックといった高分子は、長いひものような分子です。この高分子を含んだ液体は、分子が互いに複雑にからみあい、液体の性質である粘性と、固体の性質である弾性の両方を現わします。この「粘土のような物質なのに、はずむ物質」が粘弾性体です。

粘弾性体は、化学工業の分野ではきわめて重要な材料であり、これまで、そのさまざまな性質について詳しく研究されてきました。ところが、そうした膨大なデータを統一的に説明する理論がなく、経験科学の領域にとどまっていたのです。この問題に、きちんとした物理的説明を与え、新しい研究の流れを作ったのが「土井・エドワーズ理論」です。
高分子粘弾性体を分子レベルから説明しようとするとき、一番むずかしいのは、からみ合った分子の運動をどう記述するか、ということです。個々の分子はかなり自由に動けるのですが、互いに横切っては動けません。

土井助教授は、ドゥ・ジャン博士が1971年に発表した「レプテーション運動」に注目しました。これは、パチンコ台のように、釘をたくさん打った板の上をヘビが動いていくというものです。ヘビは釘のところを越えられないので、運動の自由度が一番大きいのは、自分の体にそった方向です。
このアイデアをもとに、土井助教授は独自に理論を組み立て、粘度の分子量・濃度依存性などを予言しました。さらに、1978年には、留学先であるケンブリッジ大学のエドワーズ博士と6編の論文を発表し、その理論のすばらしさが世界に認められるようになりました。長いあいだ蓄積されてきたデータを、ほとんどあますところなく説明できたのです。

高分子やコロイドといった問題は、これまで主として化学の領域と考えられてきましたが、土井助教授は、これを物理学の問題としてとらえ直 し、分子レベルから解答を与えたのです。この成果は、いかに複雑な問題でも、優れたアイデアがあれば大きな成功を収めることを示しています。

※所属名および役職は、受賞時のものです。