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2014 Fiscal Year Annual Research Report

ソフトマターの自発運動と外部駆動のダイナミクスについて

Research Project

Project/Area Number 12J00560
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

多羅間 充輔  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords非線形・非平衡物理学 / アクティブマター / ソフトマター / 磁性ゲル
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、ソフトマターの自発運動と外部からの駆動について、理論的な視点から研究を行った。本年度は、大きく分けて以下の3つの課題に取り組んだ。
まず、ドイツ・デュッセルドルフ大学のH. Loewen教授のグループとの共同で、アクティブソフトマターの流れ場中でのダイナミクスについての研究を行った。今回は昨年度までに導出した一般の流れに対するモデルを用い、とくに渦巻き流中でのダイナミクスについての研究を遂行し、特に流れによるアクティブマターの散乱について理論的に考察を行った。本研究で得られた成果はすでに学術論文に掲載した。
また、アクティブソフトマターの往復運動に関して理論的に研究を行なった。自己推進粒子は容器や壁、ポテンシャルなどの周囲の影響のないときでも、自発的に往復運動を示すことが実験で観測されている。我々は粒子の変形の自由度に着目することで、動いていた粒子が止まり、元来た方向に戻っていくという往復運動を自発的に示すことを理論的に予言し、数値的に確認した。得られた研究成果は学術雑誌での公表に向け、現在論文を執筆中である。
最後に、昨年度からH. Loewen教授のグループとの共同研究として始めた磁性ゲルの理論研究では、平衡状態への緩和の固有モードに対する、磁化の配向方向の記憶、個性粒子の分布、外部からの磁場の3つの影響について理論的に考察した。本研究に関してこれまでに得られた研究成果をすでに学術雑誌に論文として公表した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Deformable microswimmer in a swirl: Capturing and scattering dynamics2014

    • Author(s)
      M. Tarama, A.M. Menzel, and H. Loewen
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 90 Pages: 032907

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.90.032907

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Tunable dynamic response of magnetic gels: Impact of structural properties and magnetic fields2014

    • Author(s)
      M. Tarama, P. Cremer, D.Y. Borin, S. Odenbach H. Loewen, and A.M. Menzel
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 90 Pages: 042311

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.90.042311

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] アクティブソフトマターの往復運動2015

    • Author(s)
      多羅間充輔
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-22
  • [Presentation] Tunable dynamic response of magnetic gels: Impact of structural properties and magnetic fields2015

    • Author(s)
      M. Tarama
    • Organizer
      Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
    • Place of Presentation
      Institute of Industrial Science, the University of Tokyo
    • Year and Date
      2015-03-16
  • [Presentation] アクティブマターにおける変形と運動2015

    • Author(s)
      多羅間充輔
    • Organizer
      研究会「アクティブ・マター研究の過去・現在・未来」
    • Place of Presentation
      東北大学・片平キャンパス AIMR本館
    • Year and Date
      2015-03-15
    • Invited
  • [Presentation] Active deformable particle in an external flow field2015

    • Author(s)
      Mitsusuke Tarama
    • Organizer
      International WE-Heraeus-Physics-School on Model systems for understanding biological processes
    • Place of Presentation
      Bad Honnef, Germany
    • Year and Date
      2015-02-26
  • [Presentation] Nonlinear dynamics of active deformable particles2015

    • Author(s)
      Mitsusuke Tarama
    • Organizer
      Kyoto Winter School for Statistical Mechanics "Frontiers of Statistical Mechanics: From Non-equilibrium Fluctuations to Active Matter"
    • Place of Presentation
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University
    • Year and Date
      2015-02-16
    • Invited
  • [Presentation] Dynamics of active deformable particle in external flow field2015

    • Author(s)
      Mitsusuke Tarama
    • Organizer
      Kyoto Winter School for Statistical Mechanics "Frontiers of Statistical Mechanics: From Non-equilibrium Fluctuations to Active Matter"
    • Place of Presentation
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University
    • Year and Date
      2015-02-09
  • [Presentation] アクティブソフトマターの流れの中での運動2014

    • Author(s)
      多羅間充輔
    • Organizer
      第24回 非線形反応と協同現象研究会
    • Place of Presentation
      東京電機大学 東京千住キャンパス
    • Year and Date
      2014-12-06
  • [Presentation] 磁性ゲルの動的固有モード解析2014

    • Author(s)
      多羅間充輔
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井キャンパス)
    • Year and Date
      2014-09-08
  • [Presentation] アクティブソフトマターの流れの中でのダイナミクス2014

    • Author(s)
      多羅間充輔
    • Organizer
      第2回領域研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学工学部オープンホール
    • Year and Date
      2014-08-30
  • [Presentation] Tunable dynamic response of ferrogels2014

    • Author(s)
      多羅間充輔
    • Organizer
      第13回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2014-08-19
  • [Presentation] Capturing and scattering dynamics of active soft particle in a swirl2014

    • Author(s)
      Mitsusuke Tarama
    • Organizer
      9TH LIQUID MATTER CONFERENCE
    • Place of Presentation
      the University of Lisbon, Lisbon, Portugal
    • Year and Date
      2014-07-24
  • [Presentation] Two types of active spinning motion of deformable particle2014

    • Author(s)
      Mitsusuke Tarama
    • Organizer
      Gordon Research Conference: Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • Place of Presentation
      Melia Golf Vichy Catalan Business & Convention Center, Girona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-16 – 2014-07-17
  • [Presentation] Scattering dynamics of active soft particle in swirl2014

    • Author(s)
      Mitsusuke Tarama
    • Organizer
      Gordon Research Seminar: Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems (GRS)
    • Place of Presentation
      Melia Golf Vichy Catalan Business & Convention Center, Girona, Spain
    • Year and Date
      2014-07-12

URL: 

Published: 2016-06-01  

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