非線形ネットワークによるナノ自動合成

• Project Area: Emergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
• Project/Area Number: 21111502
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 中林 誠一郎 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (70180346)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2010: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2009: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 非線形自励振動 / 自己組織化 / 構造色 / 非線形レーザー分光 / 非線形電気化学 / 電位振動 / 酸化銅 / 原子間力顕微鏡

Research Abstract

1.ネットワークの集団挙動の制御
興奮性結合と抑制性結合を用いて、ネットワークのクラスター化と集団挙動が観測できる。集団挙動は、電極が最近接する結合節(ノード)の興奮・抑制で支配される場合(対称グラフ)は易しい。結合強度が空間変調される非対称グラフの場合、数理モデルは、常微分方程式では、取り扱えない。ネットワークの動態の記述は、泳動・拡散を露わに含む偏微分系へと変化するので、ab initioな計算は難しい。そこで、実験的に求めたArnold Tongueから、結合定数を経験的なパラメーターとして、連立常微分方程式から半経験的な数理モデルを構築した。
2.生理神経回路の構成的研究
同一の機能を発現する複数のネットワークの中から、生体系が特定の回路を選んだ背後には、生理的あるいは発生学的な拘束条件があると思われる。腎盂機能を再構成した際には、腎臓細胞と尿管の平滑筋細胞の解剖学的な配列を手引きとして、経験的にトイモデルに機能を発現させた。ネットワークの数理の見通しが良くなれば、計算機を補助的手段として、この逆問題を実験でもとめる。得られた振動子配列から、生理系の設計図を読み解く事ができる、このことを、腎盂のしごき運動を例に実証した。
このように、電気化学系のモデルで記述される緩和振動子の同期の特徴およびメカニズムは、神経系の緩和型ニュウロンの連成および電気化学振動子の連成計でみられた実験結果と一致した。連成電気化学振動子系が、神経系の緩和型ネットワークの多くの特徴を模擬できることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis and hole transport properties of highly soluble pyrene based discotic liquid crystals with trialkylsilylethynyl groups (2011)
  • Author(s): S.Nakabayashi, 他6名
  • Journal Title: Molecular Crystals and Liquid Crystals Volume: 534 Pages: 81-92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photostability of Water Dispersible CdTe Quantum Dots : Capping Ligands and Oxygen (2010)
  • Author(s): S.Nakabayashi, 他5名
  • Journal Title: Chem.Lett. Volume: 39 Pages: 654-656
  • NAID: 10027181979
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 時空間ダイナミクスと情報処理 (2010)
  • Author(s): 中林誠一郎
  • Journal Title: Electrochemistry Volume: 78 Pages: 773-778
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photostability of Water Dispersible CdTe Quantum Dots : Capping Ligands and Oxygen (2010)
  • Author(s): Saim Emin, Alexandre Loukanov, Masanobu Wakasa, Seiichiro Nakabayashi, Yasuko Kaneko
  • Journal Title: Chemistry Letters (In press)
  • NAID: 10027181979
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced Faraday Effect in Magnetic Opal of Spherical Silica Particles (2009)
  • Author(s): Norihito Sogoshi, Kazushi Kobayashi, Masashi Kosaka, Susumu Katano, Seiichiro Nakabayashi
  • Journal Title: Chemistry Letters 38 Pages: 1044-1045
  • NAID: 10025547826
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Growth kinetics of CdS quantum dot and synthesis of their polymer nano-composites in CTAB reverse micelles (2009)
  • Author(s): Saim Emin, Norihito Sogoshi, Seiichiro Nakabayashi, Masumi Villeneuve, Ceco Dushkin
  • Journal Title: J.Photochem.Photobiol A 207 Pages: 173-180
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Nonlinear Electrochemical Emulation of Unidirectional Wave Propagation Along Upper Urinary Tract (2010)
  • Author(s): 中林誠一郎
  • Organizer: アメリカ電気化学会(128^<th> ECS)
  • Place of Presentation: 米国ラスベガス
  • Year and Date: 2010-10-13
• [Presentation] 非線形電気化学振動子のネットワーク (2010)
  • Author(s): 中林誠一郎
  • Organizer: 非線形反応と共同現象研究会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
• [Book] 自己組織化ハンドブック3・4・7節電気化学振動子の神経ネットワークへの応用(監修国武豊喜) (2009)
  • Author(s): 中林誠一郎
  • Total Pages: 940
  • Publisher: NTS出版
• [Remarks]
  • URL: http://park.saitama-u.acjp/~nakabayashi-lab/
• [Remarks]
  • URL: http://park.saitama-u.ac.jp/~nakabayashi-lab/