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ソフトマターの自発運動と外部駆動のダイナミクスについて

研究課題

研究課題/領域番号 12J00560
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 数理物理・物性基礎(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

多羅間 充輔  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード非線形・非平衡物理学 / アクティブマター / ソフトマター / 磁性ゲル
研究実績の概要

本研究課題では、ソフトマターの自発運動と外部からの駆動について、理論的な視点から研究を行った。本年度は、大きく分けて以下の3つの課題に取り組んだ。
まず、ドイツ・デュッセルドルフ大学のH. Loewen教授のグループとの共同で、アクティブソフトマターの流れ場中でのダイナミクスについての研究を行った。今回は昨年度までに導出した一般の流れに対するモデルを用い、とくに渦巻き流中でのダイナミクスについての研究を遂行し、特に流れによるアクティブマターの散乱について理論的に考察を行った。本研究で得られた成果はすでに学術論文に掲載した。
また、アクティブソフトマターの往復運動に関して理論的に研究を行なった。自己推進粒子は容器や壁、ポテンシャルなどの周囲の影響のないときでも、自発的に往復運動を示すことが実験で観測されている。我々は粒子の変形の自由度に着目することで、動いていた粒子が止まり、元来た方向に戻っていくという往復運動を自発的に示すことを理論的に予言し、数値的に確認した。得られた研究成果は学術雑誌での公表に向け、現在論文を執筆中である。
最後に、昨年度からH. Loewen教授のグループとの共同研究として始めた磁性ゲルの理論研究では、平衡状態への緩和の固有モードに対する、磁化の配向方向の記憶、個性粒子の分布、外部からの磁場の3つの影響について理論的に考察した。本研究に関してこれまでに得られた研究成果をすでに学術雑誌に論文として公表した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Deformable microswimmer in a swirl: Capturing and scattering dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tarama, A.M. Menzel, and H. Loewen
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 90 号: 3 ページ: 032907-032907

    • DOI

      10.1103/physreve.90.032907

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tunable dynamic response of magnetic gels: Impact of structural properties and magnetic fields2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tarama, P. Cremer, D.Y. Borin, S. Odenbach H. Loewen, and A.M. Menzel
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 90 号: 4 ページ: 042311-042311

    • DOI

      10.1103/physreve.90.042311

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Individual and collective dynamics of self-propelled soft particles2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 雑誌名

      European Physics Journal Special Topics

      巻: 223 号: 1 ページ: 121-139

    • DOI

      10.1140/epjst/e2014-02088-y

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillatory motions of an active deformable particle2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 87 号: 6 ページ: 62912-62912

    • DOI

      10.1103/physreve.87.062912

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of a deformable active particle under shear flow2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 139 号: 10 ページ: 104906-104906

    • DOI

      10.1063/1.4820416

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of a deformable self-propelled particle with internal rotational force2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2013 号: 1

    • DOI

      10.1093/ptep/pts051

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spinning motion of a deformable self-propelled particle in two dimensions2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 雑誌名

      JOURNAL OF PHYSICS : CONDENSED MATTER

      巻: 24 号: 46 ページ: 464129-464129

    • DOI

      10.1088/0953-8984/24/46/464129

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アクティブソフトマターの往復運動2015

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Tunable dynamic response of magnetic gels: Impact of structural properties and magnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tarama
    • 学会等名
      Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
    • 発表場所
      Institute of Industrial Science, the University of Tokyo
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アクティブマターにおける変形と運動2015

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      研究会「アクティブ・マター研究の過去・現在・未来」
    • 発表場所
      東北大学・片平キャンパス AIMR本館
    • 年月日
      2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Active deformable particle in an external flow field2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      International WE-Heraeus-Physics-School on Model systems for understanding biological processes
    • 発表場所
      Bad Honnef, Germany
    • 年月日
      2015-02-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear dynamics of active deformable particles2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Kyoto Winter School for Statistical Mechanics "Frontiers of Statistical Mechanics: From Non-equilibrium Fluctuations to Active Matter"
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University
    • 年月日
      2015-02-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of active deformable particle in external flow field2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Kyoto Winter School for Statistical Mechanics "Frontiers of Statistical Mechanics: From Non-equilibrium Fluctuations to Active Matter"
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University
    • 年月日
      2015-02-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アクティブソフトマターの流れの中での運動2014

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第24回 非線形反応と協同現象研究会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス
    • 年月日
      2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ゲルの動的固有モード解析2014

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(春日井キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アクティブソフトマターの流れの中でのダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第2回領域研究会
    • 発表場所
      北海道大学工学部オープンホール
    • 年月日
      2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Tunable dynamic response of ferrogels2014

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第13回 関東ソフトマター研究会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2014-08-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Capturing and scattering dynamics of active soft particle in a swirl2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      9TH LIQUID MATTER CONFERENCE
    • 発表場所
      the University of Lisbon, Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Two types of active spinning motion of deformable particle2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 発表場所
      Melia Golf Vichy Catalan Business & Convention Center, Girona, Spain
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Scattering dynamics of active soft particle in swirl2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Gordon Research Seminar: Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems (GRS)
    • 発表場所
      Melia Golf Vichy Catalan Business & Convention Center, Girona, Spain
    • 年月日
      2014-07-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 流れの中のアクティブソフトマターのモデリングと線形萌断流中でのダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 円形流中の柔らかな自己推進粒子の散乱ダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第4回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-03-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] やわらかな自発運動粒子系における自転運動について2013

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第1回領域研究会
    • 発表場所
      KKRホテル熱海
    • 年月日
      2013-12-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アクティブソフトマターの自転運動について2013

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第23回「非線形反応と協同現象」研究会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2013-12-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 自発的に変形する粒子の自転運動と振動運動2013

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      時間生物学会サテライトシンポジウム「生物リズム現象の数理フロンティア」
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2013-11-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Oscillatory motions of an active deformable particle2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Engineering of Chemical Complexity
    • 発表場所
      Hotel Hohe Dune, Rostock Warnemtinde, Germany
    • 年月日
      2013-06-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] やわらかな自己推進粒子の自転運動2013

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アクティブソフトマターの自転運動2013

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第三回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学理学研究科セミナーハウス
    • 年月日
      2013-03-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneous spinning motion of an active deformable particle2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Spatio-temporal Organization in Non-equilibrium Systems
    • 発表場所
      Shokuin-Kaikan (Kyushu University), Japan
    • 年月日
      2013-02-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of an active soft particle with spinning motion2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Self-organization and Emergent Dynamics in Active Soft Matter
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto.
    • 年月日
      2013-02-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アクティブソフトマターの勇断流中でのダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第3回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] An active soft particle with a spontaneous spinning motion2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      GCOE Symposium Development of emergent new fields
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 自発的に動くやわらかな粒子の自転運動2012

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      第22回「非線形反応と協同現象」研究会
    • 発表場所
      東京都、お茶の水女子大学
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneous rotation of a deformable self-propelled particle2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      17th Fall Seminar on Nonlinear Dynamics in Bayreuth 2012
    • 発表場所
      University of Bayreuth, Bayreuth, Germany
    • 年月日
      2012-10-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Active spinning of a deformable self-propelled particle2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Japanese-German-French Workshop "Physics of Active Soft Matter"
    • 発表場所
      Heidelberg University, Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2012-09-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Spinning motion of an active soft particle2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsusuke Tarama
    • 学会等名
      Active Dynamics on Microscales : Molecular Motors and Self-Propelling Particles
    • 発表場所
      Lorentz Center@Oort, Leiden, The Netherlands
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] やわらかな粒子の自発運動と外力による駆動2012

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      未踏科学サマー道場
    • 発表場所
      神奈川県、湘南国際村センター
    • 年月日
      2012-08-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] やわらかな自発運動粒子の自転運動2012

    • 著者名/発表者名
      多羅間充輔
    • 学会等名
      基研研究会2012 「非平衡系の物理-その普遍的理解を目指して」
    • 発表場所
      京都大学 基礎物理学研究所
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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