2005 Fiscal Year Annual Research Report
非平衡条件を活用した膜・界面における時空間モードスイッチングの制御
| Project/Area Number |
16550124
|
|---|
| Research Institution | Nara University of Education |
|---|
Principal Investigator |
中田 聡 奈良教育大学, 教育学部, 助教授 (50217741)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松山 豊樹 奈良教育大学, 教育学部, 教授 (70202330)
長山 雅晴 金沢大学, 理学部, 助教授 (20314289)
|
|---|
| Keywords | 非平衡 / 非線形 / 表面張力 / 駆動力 / 同調現象 / 界面 / 自律運動 / ベクトルプロセス |
|---|
| Research Abstract |
生命体は、エネルギーの流入と散逸を伴いながら生命活動を維持していることから、非平衡開放系といえる。その中で膜・界面は、開放系の中で系内外を区別する境界として重要な役割を担っている。研究者らはこれまで、秩序形成(リズムやパターン形成)など生命体で見られる特徴的な時空間発展現象を、縮約した実験系を用いて人工的に再現することにより、これらの現象のメカニズムの解明と現象の普遍的なモデル化を行ってきた。本研究では、膜・界面における異方的な反応条件(濃度勾配、温度勾配、反応層や境界の形状など)の導入により、時空間発展現象を制御するとともに、系の機能を増幅することを目的とした。
本研究期間においては、時間発展現象に依存して多様に変化する境界(膜)と「場が場をつくる」実験系の設計を行い、初期値・場の幾何学的構造・対流と表面張力との結合に依存した運動モードスイッチングの制御に成功した。そして運動方程式と反応拡散方程式を結合させて計算機シミュレーションを行い、実験結果が理論的にも再現された。また、マイクロレベルから発展する協同現象のベクトルプロセスとモードスイッチングの制御を行い、界面活性分子の分子構造に依存した運動制御に成功した。
|
