| Project/Area Number |
23K20815
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| Project/Area Number (Other) |
21H01004 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
住野 豊 東京理科大学, 先進工学部物理工学科, 教授 (00518384)
長山 雅晴 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (20314289)
末松 信彦 明治大学, 総合数理学部, 専任教授 (80542274)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | アクティブマター / パターン形成 / 自己駆動粒子 / 反応拡散系 / マランゴニ効果 / 散逸構造 / 表面張力 / 分岐現象 / 液滴 / 力学系 / 集団運動 / 同期現象 / 対称性 / 大変形 / マランゴニサーファー / マランゴニ対流 / 拡散的相互作用 |
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| Outline of Research at the Start |
自らが放出する化学物質が形成する濃度場によって運動の様相が決まる自己粒子系についての普遍的な理解を大きな目的とする。特に2024年度は、変形に着目し、変形が運動に及ぼす影響、運動が変形に及ぼす影響について重点的に研究する。まずは実験により変形しながら自己駆動する液滴の運動をもとに、理論モデルのパラメータを決定することで、どのようなメカニズムで運動しているかが議論できる。運動と変形の関係は細胞運動等にも普遍的にみられることが知られており、モデルの数理構造を解析することで、周囲環境の影響を受けつつ変形・運動する物体に関する普遍的な知見が得られることを期待している。
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| Outline of Final Research Achievements |
Objects that move spontaneously in non-equilibrium systems are called self-propelled particles and have been actively studied in recent years. In the present study, we focused on particles in which an object releases chemicals to the surroundings and moves depending on the gradient of the concentration field created by itself. We investigated the relation between the motion and shape of this type of self-propelled particle. We also investigated how multiple particles interact with each other. We developed a methodology to discuss the motion of this type of self-propelled particle.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで自己駆動粒子系の研究では、自走力が与えられて運動するという仮定のもとでどのような相互作用をするかに注目された研究が多かった。しかし、現実に見られる自己駆動粒子系では、周囲に放出する濃度場と相互作用して運動する系も多い。例えば、ある種の細胞や微生物は自ら放出した物質が生み出す濃度場の勾配に従って運動することが知られている。本研究はそのようなタイプの自己駆動粒子に関する解析手法の提案を行い、具体的に解析ができることを示した。これは、これまであまり扱われてこなかったタイプの自己駆動粒子に関する一般的な知見を与える学術的成果であると言える。
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