2013 Fiscal Year Annual Research Report
マルチビーム３次元マイクロレオロジー顕微鏡の開発とそのソフトマターへの応用
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23340123
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木村 康之 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00225070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 靖孝 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50552494)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | マイクロレオロジー / 光ピンセット / コロイド / 液晶 / 流体力学相互作用 |
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| Research Abstract |
空間変調器を用いて作成したホログラフィック光ピンセットを用いて、様々なソフトマター複雑流体中でメソスコピック物性測定を行い、以下のような知見を得ることに成功した。
[1] 光ポテンシャル中でのコロイド系のダイナミクス：昨年に引き続き、円環上に複数粒子に一定の軌道角運動量を与えて、その集団運動の観察を行った。壁面と粒子、粒子間の双方に強い流体力学相互作用のある２次元的に閉じ込めた系で新たな集団運動モードが出現することを発見した。また、２次元周期光トラップポテンシャルを作成し、この中での粒子の拡散挙動をサイト間隔やポテンシャル強度を変化させて研究を行った。
[2] ネマチック液晶中のコロイド粒子間相互作用の測定：粒子間力測定には、２粒子の相対接近速度の粒子間距離依存性から粒子間力を測定するfree release法が広く用いられてきた。本年度は、２ビームトラップ法とfree release法による結果の比較を行った。後者の結果とオセーン近似による流体力学的相互作用を考慮して得られた粒子間力が前者による結果とよく一致することを見出した。
[3] 有限サイズ２次元コロイド結晶の融解過程の研究：無限系２次元コロイド結晶の濃度変化による融解過程の研究は広く行われているが、有限サイズの結晶の非平衡融解過程の研究はほとんど行われて来なかった。我々は光ピンセットによる急激な温度勾配による熱泳動効果を有限サイズの結晶を作成し、その融解過程を調べた。その結果、結晶内部では密度が一定値を示しつつ、時間とともにその値が減少してゆくが、６回対称性を反映した方向秩序変数は、結晶の中心から外側に向かって緩やかに変化していることなどの新たな知見を得た。これらの結果を理解するために、ソフトな短距離斥力相互作用のある系のブラウニアンダイナミクス・シミュレーションを行い、実験結果を再現することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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