• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Local dynamical response of inhomogeneous non-equilibrium soft matter systems studied by micro-imaging methods.

Research Project

Project/Area Number 20H01873
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kimura Yasuyuki  九州大学, 理学研究院, 教授 (00225070)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Keywordsマイクロレオロジー / ホログラフィック顕微鏡 / 差分動的顕微鏡 / アクティブ流体 / アクティブ粒子 / アクティブマター流体 / 液晶電気対流 / 局所力学測定 / メソスコピック構造 / 非平衡ソフトマター / アクティブマター
Outline of Research at the Start

細胞をはじめとするソフトマター複雑系を理解するためには、メソスケールでの局所空間構造と局所物性の相関を解明することが重要である。本課題では、局所構造と力学応答 の同時観測を行うために、ホログラフィック顕微鏡法と差分動的顕微鏡法を用いて研究を推進する。前者は系に分散した粒子の3次元運動追跡により、後者は粒子濃度の時間空間揺らぎから局所構造と局所物性に関する情報を得るものである。本研究ではこれらを、レオメータにより巨視的に非平衡状態に駆動された系、およびアクティブ流体やアクティブ粒子により局所的に駆動された非平衡ソフトマター系に適用し、生命現象理解のための基礎情報を得ることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we obtained spatio-temporal information of nonequilibrium soft matter at the mesoscopic scale using a new analytical method of microscopic images. By holographic microscopy, which enables simultaneous three-dimensional tracking of multiple particles from holographic images of the particles under coherent light, we realized a measurement of spatial variation of the local response. We also measured mesoscopic fluctuation dynamics of soft matter using differential dynamic microscopy, which obtains local information on a wide range of time and spatial scales from time correlations of microscopic images. We also succeeded in obtaining new knowledge on the dynamics of active fluids and dispersion of active particles using these techniques.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

顕微鏡画像を用いてソフトマター複雑流体の局所力学物性やその空間分布に関する情報を得る新規手法の開発を行い、通常、高価かつ特殊な測定装置を用いて得られる情報と同等の情報を得ることに成功した。また、実空間測定の利点を生かして、力学物性の空間分布に関する情報を得られた点で学術的な意義がある。また、ヤヌス粒子や液晶液滴等の特徴あるコロイド分散系を電場や光を用いて駆動することでアクティブ粒子系を実験的に実現し、局所力学駆動された複雑流体を作成した点でも意義がある。本研究で得られた知見は、今後これらを用いたデバイスや機能性材料設計の指針を与えるとともに、制御可能なモデル非平衡平衡系を実現した意義がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Optically driven liquid crystal rotator2022

    • Author(s)
      Keita Saito and Yasuyuki Kimura
    • Journal Title

      Proc. of SPIE proceeding

      Volume: 12479 Pages: 7-7

    • DOI

      10.1117/12.2658782

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optically driven liquid crystal rotator2022

    • Author(s)
      Keita Saito and Yasuyuki Kimura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-21146-y

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ostwald ripening of aqueous microbubble solutions2022

    • Author(s)
      Inoue Sota、Kimura Yasuyuki、Uematsu Yuki
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics

      Volume: 157 Issue: 24 Pages: 244704-244704

    • DOI

      10.1063/5.0128696

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ネマチックコロイド2020

    • Author(s)
      木村康之
    • Journal Title

      液晶

      Volume: 24 Pages: 88-96

    • NAID

      40022244093

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電気泳動光散乱法の基礎と展開2020

    • Author(s)
      木村康之
    • Journal Title

      ソフトマター

      Volume: 10月号 Pages: 10-13

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Optically driven liquid crystal rotator2022

    • Author(s)
      Keita Saito*, Yasuyuki Kimura
    • Organizer
      Optical Manipulation Conference (OMC22)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 液晶液滴を用いた光駆動回転子系の構築2022

    • Author(s)
      齊藤圭太、木村康之
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水中で自走するコレステリック液晶液滴の運動2022

    • Author(s)
      津田健吾、木村康之
    • Organizer
      西日本非線形研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 円偏光により駆動された回転液晶液滴2022

    • Author(s)
      齊藤圭太、木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶乱流系の時空間構造と非平衡輸送2022

    • Author(s)
      田中健太郎、木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水中で自走するコレステリック液晶液滴の運動2022

    • Author(s)
      津田健吾、木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 光駆動液晶液滴の回転運動2022

    • Author(s)
      齊藤圭太、木村康之
    • Organizer
      第74回コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 電気泳動光散乱の基礎2022

    • Author(s)
      木村康之
    • Organizer
      第34回 散乱研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 液晶乱流系の時空間構造と非平衡輸送2022

    • Author(s)
      田中健太郎、木村康之
    • Organizer
      第10回ソフトマター研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 回転液晶液滴の流体相互作用2022

    • Author(s)
      齊藤圭太、木村康之
    • Organizer
      第10回ソフトマター研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水中で自走するコレステリック液晶液滴の運動2022

    • Author(s)
      津田健吾、木村康之
    • Organizer
      第10回ソフトマター研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 水中で自走するコレステリック液晶液滴の運動2022

    • Author(s)
      津田健吾、木村康之
    • Organizer
      第127回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属絶縁体ヤヌス粒子の電場応答2022

    • Author(s)
      橋本明伸、齋藤圭太、小林史明、木村康之
    • Organizer
      第127回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アクティブコロイド粒子の集団運動2022

    • Author(s)
      井出健一郎、齋藤圭太、小林史明、木村康之
    • Organizer
      第127回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 複雑流体中でのアクティブコロイドの運動2022

    • Author(s)
      河野龍之助、齋藤圭太、小林史明、木村康之
    • Organizer
      第127回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 複雑流体中での電場駆動ヤヌス粒子の運動2022

    • Author(s)
      齋藤圭太、河野龍之助、小林史明、岩下靖孝、木村康之
    • Organizer
      日本物理学会第77会年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属-誘電体ヤヌス粒子の電場応答2022

    • Author(s)
      橋本明伸、齋藤圭太、小林史明、岩下靖孝、木村康之
    • Organizer
      日本物理学会第77会年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 画像相関を用いたソフトマターのダイナミクス測定2022

    • Author(s)
      野見山直弥, 植松祐輝, 木村康之
    • Organizer
      日本物理学会第77会年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶乱流系の時空間ダイナミクス2022

    • Author(s)
      田中健太郎, 木村康之
    • Organizer
      日本物理学会第77会年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ホログラフィック顕微鏡法を用いたコロイド粒子の3次元追跡2021

    • Author(s)
      満生明輝, 木村康之
    • Organizer
      第72回界面コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 差分動的顕微鏡法による複雑液体のマイクロレオロジー測定2021

    • Author(s)
      野見山直弥, 田畑栄太, 木村康之
    • Organizer
      第72回界面コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶乱流系の時空間ダイナミクス2021

    • Author(s)
      田中健太郎, 木村康之
    • Organizer
      第127回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 差分動的顕微鏡法を用いたソフトマターのダイナミクス2021

    • Author(s)
      野見山直弥, 植松祐輝, 木村康之
    • Organizer
      第127回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 光渦で駆動された流体相互作用する粒子系が示すリズム運動2021

    • Author(s)
      木村康之
    • Organizer
      研究会「光の軌道角運動量の発生機構と物質相互作用の理解」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 液晶マイクロスイマー2020

    • Author(s)
      木村康之
    • Organizer
      日本液晶学会ソフトマターフォーラム講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ホログラフィック顕微鏡を用いたコロイド分散系の 3 次元解析2020

    • Author(s)
      満生明輝, 植松祐輝, 木村康之
    • Organizer
      第126回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶マイクロスクイマーの運動2020

    • Author(s)
      林和気, 植松祐輝, 木村康之
    • Organizer
      第126回日本物理学会九州支部例会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 光で回る液晶液滴

    • URL

      https://www.sci.kyushu-u.ac.jp/koho/qrinews/qrinews_230124.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 個々のマイクロバブルが従うサイズ変化の法則を解明

    • URL

      https://www.sci.kyushu-u.ac.jp/koho/topics/topics_230105.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] The OMC Best Student Award

    • URL

      https://www.sci.kyushu-u.ac.jp/koho/topics/topics_220511.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 複雑物性基礎研究室

    • URL

      http://sm.phys.kyushu-u.ac.jp/~kimuralab/Research.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi