| 研究課題/領域番号 |
10450022
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
杉本 忠夫 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (80235895)
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| 研究分担者 |
伊藤 宏行 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (00213083)
村松 淳司 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (40210059)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1998年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
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| キーワード | レーザートラッピング / 粒子間力 / 微粒子 / 光のピンセット / コロイド分散系 / 規則配列 / 液面の浮遊粒子 / 遠距離相互作用 / レーザートッピング / 遠距離相互作用力 / コロイド粒子間力 / 長距離相互作用 / 多粒子間力 / 直接測定 |
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| 研究概要 |
多体粒子間に作用する力の直接測定の基礎となる、2粒子間に作用する力の測定方法の確立と種々の溶液条件における2粒子間相互作用力のデータ蓄積に重点を置き、検討した。既にバルク水溶液中での粒子間力を測定した実績のあるポリスチレンラテックス粒子を測定対象試料とし、申請者らが試作した現有のレーザートラップ技術を用いた粒子間力直接測定装置を使用して、重水により密度をラテックスよりも大きくした水溶液の液面に浮遊させた2つのラテックス粒子間に作用する力を距離の関数として測定した。測定に用いる予定の粒子間力測定装置は、既に水溶液中で2つのラテックス粒子間に作用する力を精密に測定できることが示されており、基本的な測定技術は確立しているといえるが、本研究では液面に浮遊した粒子を取扱うので、レーザービームの焦点位置を液面と一致させる精密な調整や、レーザービームによるトラップ力の評価方法に新たな対策が必要となり、今年度、先ずこれらの課題の解決を図リ、次いで溶液のイオン強度や界面張力が2粒子間に働く力に如何に影響を与えるかを詳細に検討した。これにより、次年度の計画である多体粒子間に作用する力と比較するための基礎データを蓄積することができた。
さらに、液面に浮遊した2粒子間に働く力の測定法に基づき、液面での粒子数密度を増して測定対象粒子に周囲の粒子からの影響を与えた状態で実際に粒子間に作用している力を精密に測定し、2粒子しか存在しない場合の力と比較することで、多粒子系の場合にのみ発現する力を抽出した。さらには、液面に規則的に2次元配列させた多粒子系を対象として、規則配列が形成される原因となる力を直接測定することで、現在未知の力とされている遠距離相互作用力の本質を解明した。
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