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2015 Fiscal Year Annual Research Report

印象派の精神に基づく濡れ現象の研究の展開

Research Project

Project/Area Number 24244066
Research InstitutionOchanomizu University

Principal Investigator

奥村 剛  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80271500)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
Keywordsソフトマター物理学 / 濡れ現象 / 粉粒体
Outline of Annual Research Achievements

印象派の精神とは、ソフトマターの先駆的研究によりノーベル物理学賞を受賞した故de Gennes教授が、理論研究者を印象派画家にたとえた言葉で、枝葉末節に目をつぶりシンプルな物理的本質をえぐりだす精神である。本研究代表者は、この精神で研究を行い、理論・実験・シミュレーションの研究を複合して濡れ・表面張力現象や物質強度について研究し、シンプルで本質的理解をもたらしてきている。本研究では、一連の濡れの研究をさらに発展させ、粉粒体等へも研究を展開し、工学や企業の開発現場等で指導原理となり得るシンプルで本質を突いた理解と法則を明確に示すことを目的としている。具体的には主に以下のような研究を展開した。
1.粉粒体の動力学:砂時計の一種による実験系を使って、研究を進めてきていた。この種の系は長年の研究があるが、我々は、従来の物理の論文では議論されたことのない二つの新しい動力学的レジームを発見し、それぞれ、半定量的に説明した。この結果は、Sci.Rep.誌で発表される。この他に、別の新しい実験系での不安定性についての研究が大きく進んだ。ブラジルナッツ効果もさらに大きく進展した。
2.滴(バブル)・濡れの動力学:二つのオリジナルな実験系で、それぞれ、液・液界面、および、液・気界面の自己相似動力学の研究が実験の側面から大きく進んだ。液滴融合における電場効果においても融合モードの転移現象を再現性をもって捉えることができるようになってきた。この他、バブルの破裂、テクスチャー表面の濡れに関する研究も進めた。
3.その他:1報の招待レビュー論文を発表し、本研究課題のベースとなった基盤Bのメインテーマである破壊現象から発展した、切り紙の論文がSci.Rep.誌に発表される。これに関しては特許出願も行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度もIFの高い雑誌に2報論文を発表し、1報の招待レビュー論文を発表し、特許も一つ出願した。さらに、この数年間で、新しくて興味深い実験系を創り出すことができたために、研究が大きく発展してきている。実際、現在、2報の論文を投稿中であり、さらに、H28年度中に、二つの自己相似動力学の研究、滴・バブルの研究、そして粉体のブラジルナッツの研究などの論文執筆開始が視野に入ってきている。

Strategy for Future Research Activity

(1)投稿中の論文について、今後のレフェリーとのやり取りで、論文の質を上げ、発表にこぎつける。(2)滴やバブルの動力学、また、それに関連した、自己相似動力学に関する研究がいくつかの論文にまとめられる状態に入っているため、最後の詰めのための研究を進め、論文の執筆を開始していく。(3)粉体のブラジルナッツ効果についても、ほぼ同様の状況にあり、研究の仕上げを進め、論文の執筆につなげていく。(4)これらの成果は、オリジナルな実験系から生まれてきており、これらの研究をさらに発展させ、今後の研究の展開につなげていく。

  • Research Products

    (20 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Stationary bubble formation and cavity collapse in wedge-shaped hoppers2016

    • Author(s)
      Yui Yagisawa, Hui Zee Then, Ko Okumura
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Pages: 25065

    • DOI

      10.1038/srep25065

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Initial rigid response and softening transition of highly stretchable kirigami sheet materials2016

    • Author(s)
      Midori Isobe and Ko Okumura
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Pages: 24758

    • DOI

      10.1038/srep24758

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simple views on different problems in physics: from drag friction to tough biological materials2015

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Journal Title

      Phil. Mag.

      Volume: 96 Pages: 828-841

    • DOI

      10.1080/14786435.2015.1095366

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 粉粒体系における蛇行現象IV2016

    • Author(s)
      吉村幸希,八木澤唯,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 二次元における粉粒体のブラジルナッツ効果について2016

    • Author(s)
      テン フイ ジー,関口輝世,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] 電場による液滴融合のコントロールⅡ2016

    • Author(s)
      小川未真,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2016年第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] Jamming, bubbling and cavity collapse in granular materials2016

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Avalanches, plasticity, and nonlinear response in nonequilibrium solids
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2016-03-07 – 2016-03-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ソフトマターの物理2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      2015年真空・表面科学合同講演会(第56回真空に関する連合講演会)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-03
    • Invited
  • [Presentation] 粉粒体系におけるバブリング現象2015

    • Author(s)
      吉村幸希,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 電場による液滴融合のコントロール2015

    • Author(s)
      小川未真,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 粉粒体における偏析現象2015

    • Author(s)
      テン フイジー,関口輝世,奥村剛
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学(千里山キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] Wetting and toughness of fine and composite structures in biological materials(生物に見られる微細・複合構造の生み出す材料物性:濡れ性と破壊靭性の観点から)2015

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Symposium: Future of biomimetics learning from natural history The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • Place of Presentation
      Kanazawa Univ
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「粉粒体系における蛇行現象2015

    • Author(s)
      吉村 幸希, 奥村剛
    • Organizer
      第14回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • Year and Date
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [Presentation] 電場による液滴融合のコントロール2015

    • Author(s)
      小川未真, 奥村剛
    • Organizer
      第14回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • Year and Date
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [Presentation] 粉粒体におけるブラジルナッツ効果2015

    • Author(s)
      テン フイジー, 奥村剛
    • Organizer
      第14回 関東ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • Year and Date
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [Presentation] Simple views on granular materials: jamming, bubbling, clogging, and meandering2015

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Engineering Mechanics Institute Conference
    • Place of Presentation
      Stanford University
    • Year and Date
      2015-06-16 – 2015-06-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 自然界に学ぶ破壊機構の解明 特別セッション「高分子・今・未来」:しなやかなタフポリマーの実現2015

    • Author(s)
      奥村剛
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • Invited
  • [Presentation] Simple views on the dynamics of drops and bubbles in confined spaces2015

    • Author(s)
      Ko Okumura
    • Organizer
      Energy Materials Nanotechnology Meeting on Droplets
    • Place of Presentation
      Phuket, Thailand
    • Year and Date
      2015-05-08 – 2015-05-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 奥村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.phys.ocha.ac.jp/okumuralab/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 切り紙構造のシート材、これを用いた細胞シートとフォースセンサー、及びシート材の弾性調整方法2016

    • Inventor(s)
      奥村剛、磯部翠、武居淳
    • Industrial Property Rights Holder
      奥村剛、磯部翠、武居淳
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-082472
    • Filing Date
      2016-04-15

URL: 

Published: 2017-01-06  

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