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Fast analysis on Brownian Motion of Water-Ethanol Mixture by Photon Trap Experiment

Research Project

Project/Area Number 17K05765
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

JUDAI Ken  日本大学, 文理学部, 教授 (60317302)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古川 一輝  有明工業高等専門学校, 一般教育科, 助教 (10779961)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsブラウン運動 / 光トラップ / 光ピンセット
Outline of Final Research Achievements

The strange behavior has been observed for water and ethanol mixing. In the experiment of ethanol aqueous solution, the movement of the Brownian motion cannot be explained by viscosity of bulk liquid mixture. This indicates that the mixing of water and ethanol has inhomogeneity in the scale of Brownian motion beads, around 1 micrometer. In this work, the origin of the inhomogeneity will be revealed by fast time-resolved analysis with an optical trap method, and the observation of various kinds of alcohol.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水とエタノールの混合は古くから興味深く研究されているが、未だに不明な点が多いシステムでもある。また、蒸留酒は、その成分のほとんどが水分子とエタノール分子であるため、その味に関しても、水とエタノールの混合様式が関与していると考えられている。
ブラウン運動による新たな視点からの実験データの構築はシミュレーションとともに混合様式の解明が進むと予想され、単なる液体混合だけでなく、食品文化、生体反応などにもつながる研究である。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Growth Behavior of Gold Nanorods Synthesized by the Seed-Mediated Method: Tracking of Reaction Progress by Time-Resolved X-ray Absorption Near-Edge Structure, Small-Angle X-ray Scattering, and Ultraviolet-Visible Spectroscopy2018

    • Author(s)
      Hatakeyama Yoshikiyo、Sasaki Koh、Judai Ken、Nishikawa Keiko、Hino Kazuyuki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 122 Issue: 14 Pages: 7982-7991

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b00016

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Water fluctuation in methanol, ethanol, and 1-propanol aqueous-mixture probed by Brownian motion2018

    • Author(s)
      Furukawa Kazuki、Kuronuma Sumito、Judai Ken
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 149 Issue: 24 Pages: 244505-244505

    • DOI

      10.1063/1.5064750

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brownian motion probe for water-ethanol inhomogeneous mixtures2017

    • Author(s)
      Furukawa Kazuki、Judai Ken
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 147 Issue: 24 Pages: 244502-244502

    • DOI

      10.1063/1.5007813

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ブラウン運動によるアルコール水溶液の不均一性観測2019

    • Author(s)
      十代 健、澁田 諭、古川 一輝
    • Organizer
      ナノ学会第17回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 銅アセチリドナノワイヤーを前駆体とした炭素材料の熱伝導特性2019

    • Author(s)
      佐藤 亮宗、十代 健
    • Organizer
      ナノ学会第17回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] エタノール水溶液中のブラウン運動による動的ゆらぎの観測2019

    • Author(s)
      十代 健、山添 光貴、西山 佳穂、澁田 諭
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ブラウン運動をプローブにしたアルコール水溶液の局所粘性率2019

    • Author(s)
      澁田 諭、古川 一輝、十代 健
    • Organizer
      第13回分子科学討論会 名古屋2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ピンセット中のブラウン運動から水・アルコール混合溶液の動的ゆらぎの抽出2019

    • Author(s)
      山添 光貴、澁田 諭、十代 健
    • Organizer
      第13回分子科学討論会 名古屋2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面修飾ポリスチレン粒子のブラウン運動によるアルコール水溶液の局所構造評価2019

    • Author(s)
      西山 佳穂、澁田 諭、十代 健
    • Organizer
      第13回分子科学討論会 名古屋2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Brownian Motion Probe for Water-Ethanol Inhomogeneous Mixture2018

    • Author(s)
      Ken Judai, Sumito Kunoruma, Kazuki Furukawa
    • Organizer
      International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メタノール・エタノール・1-プロパノール水溶液中のブラウン運動観測2018

    • Author(s)
      古川一輝、黒沼澄人、十代健
    • Organizer
      ナノ学会第16回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 水‐アルコール混合系のブラウン運動2018

    • Author(s)
      古川一輝、黒沼澄人、十代健
    • Organizer
      第12回分子科学討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Brownian motion probe for water + methanol, + ethanol, + 1-propanol, and + 2-methyl-2-propanol inhomogeneous mixtures2018

    • Author(s)
      Kazuki Furukawa, Sumito Kuronuma, Ken Judai
    • Organizer
      Joint Conference of EMLG/JMLG Meeting 2018 and 41st Symposium on Solution Chemistry of Japan
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水―エタノール混合系のブラウン運動解析2017

    • Author(s)
      古川一輝,黒沼澄人,十代健
    • Organizer
      第11回分子科学討論会2017仙台
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 水とエタノール混合溶液中のブラウン運動2017

    • Author(s)
      古川一輝,黒沼澄人,十代健
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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