Microscopic theory of Stokes resistance
| Project/Area Number |
16K05512
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 良 九州大学, 理学研究院, 准教授 (60363347)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | ストークス則 / 拡散 / 佐々の方法 / 粘性 / 選択的溶媒和 / 2成分溶媒 / 摂動展開 / 粗視化方程式 / 内部自由度をもった粒子 / 分子の回転運動 / 局所平衡分布 / 外場のもとでのStokes抵抗 / 外場による抵抗の増加 / 溶液中の分子の摩擦 / Stokes則からのずれ / 球対称の相互作用 / slip長のミクロな表現 / 化学物理 / 溶液 / 非平衡 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Stokes' law describes the force exerted on a macroscopic solute from flowing solvent particles using the hydrodynamic equations with a boundary condition on the solute surface. In the present study, the boundary condition is exactly derived from Hamiltonian equations even at a high solvent density, such as a liquid state. It is derived from the large-solute particle limit in regions far from and near the solute particle. From the limit near the solute, the slip boundary condition is always obtained if the solute-solvent particle interaction depends solely on the distance between particles. In addition, the deviation from the slip boundary condition is obtained by perturbation expansion in solute-solvent size ratio.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
物体に沿って液体を流すというのは多くの現象に見られ、また応用も多岐にわたる。特に物体が球形の場合は拡散と関係があり、生体内の物質輸送や工学的な応用も高いと考えられる。たとえば、大きい粒子であるにもかかわらず、大きく拡散することができれば、物質の輸送に有利であると考えられる。その鍵を握るのは粒子の表面の境界条件であり、この境界条件と微視的な粒子間相互作用により制御できれば、拡散のしやすさも設計できる。この研究では、境界条件と相互作用の関係を明らかにできた。
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Report
(6 results)
Research Products
(24 results)
