3次元トポロジカル欠陥が織りなすpassive/active液晶の時空間ダイナミクス:開拓と制御

• Project/Area Number: 24K00593
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 竹内 一将 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50622304)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 未知数 高知工科大学, 理工学群, 准教授 (50433313)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2025: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 液晶 / バクテリア / トポロジカル欠陥

Outline of Research at the Start

ソフトマター、生命科学、非平衡統計力学を跨ぎ、アクティブマターの発展が著しい。中でも大きな進展の1つが、細胞集団や細胞骨格繊維を舞台とするアクティブ液晶物理学の興隆であり、トポロジカル欠陥といくつかの生命現象との関わりが示されたが、これらは本質的に2次元の系に留まっていた。3次元系はトポロジカルな性質が質的に異なり、欠陥の種類も豊かで、生物的意義も大きい。そこで本研究では、分子性液晶とバクテリア集団の両面から、パターン配向技術と3次元観察技術を組み合わせ、3次元特有の欠陥ダイナミクスやそれに伴う新規現象を開拓して、制御を試みる。また、液晶理論とトポロジーに基づいた理論的理解も目指す。