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2009 Fiscal Year Annual Research Report

3次元マイクロレオロジーを用いたソフトマターの時空間階層構造の解明

Research Project

Project/Area Number 20340113
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

木村 康之  Kyushu University, 大学院・理学研究院, 教授 (00225070)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩下 靖孝  九州大学, 大学院・理学研究院, 助教 (50552494)
Keywords光ピンセット / ソフトマター / 空間光変調器 / 位相ホログラム / マルチトラップ / 光渦 / 3次元操作 / 流体力学的相互作用
Research Abstract

本研究では、複雑な内部構造を持つソフトマター中に分散したナノサイズのコロイド粒子をレーザートラップし、試料中の各点において、その交流刺激(力学振動あるいは電場)に対する複素変位を計測することで、試料の3次元的な構造や局所的ダイナミクスに関する情報をメソスコピックスケールの分解能で得ることを目指している。また、多粒子をレーザートラップし、その運動をリアルタイム観測することで、ソフトマター中でのダイナミクスの空間的不均一の可視化を実現することも目指している。
本年度は平成20年度に導入した空間光変調器(SLM)を用いて、位相ホログラムにより任意形状の光パターンを作成するマルチレーザートラップシステムの開発とその評価を行なった。任意の画像パターンからSLM上に表示する位相パターンを高速に作成するプログラム開発を行ない、数十個のコロイド粒子を同時捕捉し、これらを複雑なパターン上に配列することに成功した。さらに、レンズ効果を位相パターンに重畳することで3次元的な粒子トラップを実現した。開発したシステムを用いることで、任意の配置での3次元的な局所情報の計測が可能となった。さらに、レーザーの波面が回転する光渦を作成し、粒子に角運動量を与えることにも成功した。その際、同一半径の円周上に粒子をトラップしつつ、これらに角運動量を与え、その平均速度の充填密度依存性を調べた。その結果、流体力学的相互作用に起因した速度増加や特徴的なクラスター形成を観測することに成功した。これらの知見はマイクロ流路中での粒子操作の際の有用な知見を与えるものと考えている。

  • Research Products

    (21 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (16 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Arrangement dependence of interparticle force in nematic colloids2010

    • Author(s)
      木下隆裕
    • Journal Title

      Physical Review E 81

      Pages: 010701-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microrheology of soft matter2009

    • Author(s)
      木村康之
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan(Invited Review) 78

      Pages: 041005-1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical properties of a giant liposome studied using optical tweezers2009

    • Author(s)
      下道陽子
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters 479

      Pages: 274-278

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 液晶場を介した粒子間相互作用2010

    • Author(s)
      近藤昇,市川正敏,木村康之
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] ホログラフィック光ピンセットを用いたソフトマターの物性測定(1)2009

    • Author(s)
      山本直樹,佐々百合子,岩下靖孝,木村康之
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] 三次元粒子位置追跡法による細胞骨格の力学的異方性の検出2009

    • Author(s)
      坂本隼人
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] ホログラフィク光ピンセットを用いたソフトマターの物性測定(2)2009

    • Author(s)
      佐々百合子
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] vimentinネットワークのマイクロレオロジー2009

    • Author(s)
      木下英
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] 非平衡(アクチン・ミオシン)ゲルのマイクロレオロジー2009

    • Author(s)
      豊田聖啓
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] 液晶中の粒子間相互作用の起源2009

    • Author(s)
      近藤昇
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] 液晶-コロイド分散系における特異的相互作用2009

    • Author(s)
      木下隆裕
    • Organizer
      第115回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2009-12-05
  • [Presentation] 液晶中での特異的コロイド粒子間相互作用2009

    • Author(s)
      木下隆裕,市川正敏,木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 液晶中における粒子間相互作用の温度変化2009

    • Author(s)
      近藤昇,木下隆裕,市川正敏,木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 生きた細胞骨格の非平衡揺らぎ2009

    • Author(s)
      豊田聖啓
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 細胞骨格のマイクロレオロジー2009

    • Author(s)
      木下英
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] ラメラ相の局所力学物性2009

    • Author(s)
      山本直樹,市川正敏,木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 液晶中のコロイド粒子間相互作用2009

    • Author(s)
      木下隆裕
    • Organizer
      第3回ソフトマター若手勉強会(最優秀ポスター賞)
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] リオトロピックラメラ相のマイクロレオロジー2009

    • Author(s)
      山本直樹
    • Organizer
      第3回ソフトマター若手勉強会(最優秀ポスター賞)
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] 液晶におけるコロイド粒子間力の温度変化2009

    • Author(s)
      近藤昇
    • Organizer
      第3回ソフトマター若手勉強会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Remarks]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002560/index.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://mag.phys.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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