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2010 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  九州大学, 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ソフトマター / 光ピンセット / 光渦 / リミットサイクル振動 / 流体力学相互作用 / コロイド結晶 / Soret効果
Research Abstract

本年度は、昨年度までに開発された光ピンセットシステムを用いてソフトマターの作る時空間構造の具体的な対象に対して以下のような研究を行なった。
(1)円軌道を駆動される粒子の時空間ダイナミクス
マルチレーザーピンセットシステムで作成した光渦を用いて、円軌道上に光トラップされた複数粒子に一定の角運動量を与えた際の粒子運動の研究を行なった。この系は粒子間相互作用がある非平衡開放系のモデル系として興味深い。その結果、各粒子には一定の駆動力が印加されているにもかかわらず、粒子を等間隔に配置した初期状態から実験を開始した場合にも、複数の粒子からなるクラスターの形成や破壊が自発的に起こり、隣接粒子間の角度差や各粒子速度の平均速度からのゆらぎにリミットサイクル振動が現れることがわかった。さらに、実験的に得られた結果を線形安定性解析および流体力学相互作用を考慮した運動方程式によるシミュレーションとの比較を行い、この系の時空間ダイナミクスを議論した。さらに、粒子の運動方向を周期的に変化させた場合やサイズの異なる粒子を用いた場合の運動に関しても実験を行い、新たな知見を得ることに成功した。
(2)有限サイズコロイド結晶の融解ダイナミクス
光ピンセットはメソスコピックスケールの局所熱源として利用できる点に注目して、温度勾配により物質移動が誘起されるSoret効果を用いて、有限サイズの2次元コロイド結晶を作成した。結晶形成後、レーザー照射を止めて結晶の融解過程のダイナミクスを観測した。この際、局所粒子密度、局所隣接配置数、局所隣接配向秩序、局所短時間平均2乗変位の空間的・時間的変化を測定することに成功し、均一系での融解現象との違いを明らかにした。

  • Research Products

    (50 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (45 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Temperature and confinement effect on the interparticle force in nematic colloids2011

    • Author(s)
      N.Kondo, et al
    • Journal Title

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      Volume: 545 Pages: 115-122

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crossover behavior in static and dynamic properties of a single DNA molecule from three to quasi-two dimensions2010

    • Author(s)
      H.Uemura, et al
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 81 Pages: "051801-1"-"051801-7"

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local mechanical properties of a hyperswollen lyotropic lamellar phase2010

    • Author(s)
      N.Yamamoto, et al
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 82 Pages: "021506-1"-"021506-8"

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dependence of interparticle force on temperature and cell thickness in nematic colloids2010

    • Author(s)
      N.Kondo, et al
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 82 Pages: "020701(R)-1"-"020701(R)-4"

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 蛍光共焦点偏光顕微鏡を用いた液晶電気対流系の3次元観察2011

    • Author(s)
      石橋優作, 他
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] ネマチックコロイドの粒子間相互作用2011

    • Author(s)
      木村康之
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] リオトロピック液晶におけるラメラ相の核形成・成長機構の解明2011

    • Author(s)
      青木辰徳, 他
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] 円環上を駆動されたコロイド粒子の構造形成2011

    • Author(s)
      柴田就平, 他
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] ヤヌス粒子の作成とその物性2011

    • Author(s)
      野口朋寛, 他
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] ヤヌス粒子分散系の構造形成2011

    • Author(s)
      岩下靖孝
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] 流体力学的相互作用により誘起されたコロイド粒子の集団運動2011

    • Author(s)
      佐々百合子, 他
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] 液晶電気対流パターンの3次元観察2010

    • Author(s)
      石橋優作, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 蛍光共焦点偏光顕微鏡法を用いた液晶の3次元観察2010

    • Author(s)
      山田宗太郎, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 動的光散乱法を用いた液晶のゆらぎのダイナミクス2010

    • Author(s)
      中原大志, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] リオトロピック液晶におけるラメラ相の成長機構の解明2010

    • Author(s)
      青木辰徳, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] ネマチック液晶中のコロイド粒子の物性12010

    • Author(s)
      桴海文吾, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] ネマチック液晶中のコロイド粒子の物性22010

    • Author(s)
      近藤昇, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] ホログラフィック光ピンセットを用いたコロイド粒子のダイナミクスの研究(1)2010

    • Author(s)
      津田雅俊, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] ホログラフィック光ピンセットを用いたコロイド粒子のダイナミクスの研究(2)2010

    • Author(s)
      柴田就平, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 光で駆動されたコロイド粒子の集団運動2010

    • Author(s)
      佐々百合子, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 集光レーザー光によるコロイド凝集体の構造形成2010

    • Author(s)
      相藤貴之, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 孤立した二次元コロイド凝集体の構造形成と融解2010

    • Author(s)
      沖佑馬, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 異方性微粒子分散系の物性I2010

    • Author(s)
      野口朋寛, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 異方性微粒子分散系の物性II2010

    • Author(s)
      國崎泰史, 他
    • Organizer
      第116回日本物理学会九州支部例会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-12-04
  • [Presentation] 電気泳動光散乱法の基礎2010

    • Author(s)
      木村康之
    • Organizer
      第22回散乱研究会
    • Place of Presentation
      日本薬学会館(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-04
  • [Presentation] 円環上での光で駆動されたコロイド粒子の集団運動2010

    • Author(s)
      佐々百合子,山本直樹,岩下靖孝,木村康之
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] 集光レーザー光によるコロイド粒子の構造形成2010

    • Author(s)
      相藤貴之, 他
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] 変形下での混合脂質ベシクルの相分離挙動2010

    • Author(s)
      中間悠, 他
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] ネマチック液晶における電気対流パターンの3次元像2010

    • Author(s)
      石橋優作, 他
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] リオトロピック液晶の等方→ラメラ相転移における核形成・成長2010

    • Author(s)
      青木辰徳, 他
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 液晶-高分子混合系の相分離ダイナミクス2010

    • Author(s)
      国崎泰史, 他
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] Nematic colloids-their specific interaction & exotic structures2010

    • Author(s)
      Y.Kimura
    • Organizer
      The 3rd International Kyushu Colloid Colloquium
    • Place of Presentation
      福岡リーセントホテル(招待講演)
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] 液晶場を介した粒子間相互作用2010

    • Author(s)
      近藤昇, 他
    • Organizer
      2010年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2010-09-06
  • [Presentation] ネマチック液晶-ソフトコロイド混合系の相分離ダイナミクス2010

    • Author(s)
      国崎泰史, 他
    • Organizer
      2010年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2010-09-06
  • [Presentation] 水中における自己保持スメクチック薄膜の形成と物性測定2010

    • Author(s)
      岩下靖孝
    • Organizer
      2010年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2010-09-06
  • [Presentation] ネマチック液晶における電気対流パターンの3次元像2010

    • Author(s)
      石橋優作, 他
    • Organizer
      2010年日本液晶学会討論会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2010-09-06
  • [Presentation] Collective Dynamics of Driven Spheres on a One-Dimensional Ring2010

    • Author(s)
      Y.Sassa, et al
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-18
  • [Presentation] Temperature and Confinement Effect on Interparticle Force in Nematic Colloids2010

    • Author(s)
      N.Kondo, et al
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-18
  • [Presentation] Formation and melting of a finite-size two-dimensional colloidal crystal2010

    • Author(s)
      T.Aito, et al
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-17
  • [Presentation] Nucleation and growth of a lamellar phase from isotropic phase in a lyotropic liquid crystal2010

    • Author(s)
      T.Aoki, et al
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-17
  • [Presentation] Interparticle Force in Nematic Colloids2010

    • Author(s)
      Y.Kimura
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-17
  • [Presentation] Dynamics of phase separation in soft nematic colloids2010

    • Author(s)
      T.Kunisaki, et al
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-17
  • [Presentation] Phase Separation Dynamics in a Ternary Liposome under Deformation2010

    • Author(s)
      Y.Nakama, et al
    • Organizer
      International Symposium on Non-equilibrium Soft Matter 2010
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-08-17
  • [Presentation] Local mechanical property of defective lyotropic lamellar phase2010

    • Author(s)
      Y.Kimura
    • Organizer
      Fifth Pacific Rim Conference on Rheology
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-08-06
  • [Presentation] Crossover behavior of a single DNA molecule in a quasi-two dimensional system2010

    • Author(s)
      M.Ichikawa, et al
    • Organizer
      Fifth Pacific Rim Conference on Rheology
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-08-05
  • [Presentation] Melting of finite-size two-dimensional colloidal crystals2010

    • Author(s)
      Y.Oki, et al
    • Organizer
      Fifth Pacific Rim Conference on Rheology
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Temperature and confinement effect on the interparticle force in nematic colloids2010

    • Author(s)
      N.Kondo, et al
    • Organizer
      23rd International Liquid Crystal Conference
    • Place of Presentation
      クラコフ(ポーランド)
    • Year and Date
      2010-07-15
  • [Presentation] Interparticle Force in Nematic Colloids-Comparison between Experiment & Theory2010

    • Author(s)
      Y.Kimura
    • Organizer
      23rd International Liquid Crystal Conference
    • Place of Presentation
      クラコフ(ポーランド)
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Presentation] Self-Assembly of Polymer Droplets in a Nematic Liquid Crystal2010

    • Author(s)
      Y.Kimura
    • Organizer
      23rd International Liquid Crystal Conference
    • Place of Presentation
      クラコフ(ポーランド)
    • Year and Date
      2010-07-13
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2013-06-26  

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