2014 Fiscal Year Annual Research Report
交流アクティブマイクロレオロジーを用いたソフトマターのメゾダイナミックスの解明
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26287100
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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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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロレオロジー / 光ピンセット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体系をはじめとするソフトマターからなる複雑流体の構造とダイナミクスを理解するためには、そのメゾスケールでの空間的・時間的構造に関する知見を得ることが必要である。しかし、従来、メゾスケールの空間分解能で、その力学物性を非破壊的かつ３次元的にその場測定できる方法は存在しない。本研究では、まず、局所力学物性（マイクロレオロジー）をメソスコピックスケールの分解能で測定可能な、交流アクティブマイクロレオロジー測定システム開発を目指した。
平成２６年度はミクロンサイズのプローブ粒子を単純流体中に分散し、それをレーザーピンセットで捕捉しつつ、その粒子位置を測定するシステムの開発を行った。このため、マルチポートの市販の顕微鏡に赤外線レーザーを導入したレーザーピンセットを用いてトラップしたミクロンサイズのコロイド粒子をトラップする。さらに、粒子によるレーザー光の回折像を、光路の後焦点面上に設置した４分割フォトダイオード上に結像させて、その出力信号を用いてナノメートル精度での高速位置測定が可能なシステムの構築を行った。これと並行して高速度カメラを新たに導入し、これを用いた粒子像の高速測定が可能なパッシブマイクロレオロジー測定系を立ち上げた。現在、両者による結果の比較検討を行い、測定系の補正等を行っている。
一方、本年度開発予定であったXY２軸光回折器を用いてレーザー光の位置を変化させ、粒子を強制振動した際の粒子位置の変位を測定する交流力学駆動システムの開発は次年度に実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
回折器の納入期間が年度当初の予定より非常に長期化したため、本年度開発予定であったXY２軸光回折器を用いてレーザー光を振動させ、その際の粒子位置の変位を測定する交流力学駆動システムの開発はできなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の開発できなかった交流力学刺激を用いた交流アクティブマイクロレオロジー系を早い段階に実現し、高速度カメラを用いたパッシブマイクロレオロジー測定と比較することで、その補正および複素変位測定の信頼性チェックを行う。本年度は開発されたシステムを高分子溶液系に適用し、そのマイクロレオロジー測定を行なう。また、平成２７年度中にマクロな流動場を印加可能なレオメータの導入を予定しており、平衡系でのマイクロレオロジー測定と、定常流動場下でのマイクロレオロジーの比較を行い、非平衡系でのマイクロレオロジー測定の実現も目指す。
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| Causes of Carryover |
当初申請した予算のみでは新規レーザーの導入が困難となり、このため一部計画を変更して、既存のレーザーを共用することで計画を遂行した。
また、この予算を利用して、次年度に新たにマクロな力学場を印加するためのレオメーターを導入するための費用の一部に充てるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に新たにマクロな力学場を印加するためのレオメーターを導入することで、開発した測定系を非平衡状態にも適用することが可能となり、平衡系のみならず非平衡状態のマイクロレオロジー測定を実現することを新たに目指す。
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