2022 Fiscal Year Final Research Report
Understanding interaction between particles and its surface structure by line optical tweezers
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20K05437
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ライン光ピンセット / 液体の統計力学 / 逆解析 / 平均力ポテンシャル / 保存力 / 高分子の統計力学 / 複雑液体 / ダブルビーム型光ピンセット |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, using the data measured by the optical tweezers, (1) we constructed and developed an image analysis algorithm that determines the center position of the colloidal particle more accurately than before. (2) We constructed an inverse analysis theory to obtain the potential of mean force between colloidal particles more accurately than before. (3) We also built and developed our own machine of line optical tweezers. (4) An equation (potential vs. time curve) for creating a parabolic external potential with a Galvano mirror within the trap line was created. (5) A method for determining the density distribution of polymers modified on the surface of the colloidal particle using the potential of mean force was investigated. In addition, we also developed an inverse analysis method for (6) determining the three-body potential.
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| Free Research Field |
統計力学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでライン光ピンセットやダブルビーム型光ピンセットで観察画像解析を通して統計力学理論からコロイド粒子―コロイド粒子間の平均力ポテンシャルを求める場合、平均力ポテンシャルが遠方で右肩上がりになり、平均力ポテンシャルの近傍と遠方における正しい形が分からなかった。そのため、経験的な関数を用いて補正を行っていた。しかし、本研究で理論的補正法を発案した事で従来よりも正確に平均力ポテンシャルが求められる様になった。これにより平均力ポテンシャルを次のステップの逆解析にかけられる様になった。社会的意義としては、例えばとある抗がん剤の研究開発に役立てられると考えられる（arXiv:2304.08194）。
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