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ソフトマターにおける欠陥ダイナミックスとレオロジーの研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J03111
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 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関京都大学

研究代表者

藪中 俊介  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードソフトマター / アクティブマター / 電気化学 / 表面相転移 / 細胞組織 / コロイド / イオン / 電荷 / マランゴニ効果 / 非平衡 / レオロジー / 臨界揺らぎ
研究実績の概要

本年度は、1.二元混合系中でのイオンの選択的溶媒和効果に起因する電極上での表面相転移の研究及び、2.増殖を取り入れたアクティブマターの連続体理論の構築、3.自己推進する液滴の研究を行なった。
1.では、選択的溶媒和効果を持つイオンを含んだ二元混合系を考え、表面電荷を変化させた際の1次元的なプロファイルを計算し、電圧降下が、表面電荷の非単調関数になることを発見した。さらに2次元計算も行うことで、非単調になっている解のブランチでは、1次元的な解が不安定となり、その結果として表面電荷が異なった1次元的な解が空間的に共存すること(局所的な電極上の電荷の相分離現象)を発見した。この結果を論文として投稿中である。
2.では、細胞組織を念頭に置き、増殖を取り入れたアクティブマターの連続体理論を昨年度に引き続き研究した。実験的に観測されている、増殖率と、局所的な組織伸長、及び組織内部でのストレスの結合を取り入れた理論を構築し、組織成長速度を計算した。また、極性場を取り入れた理論を研究し、組織内部での力学的な進行波の数値シミュレーションも行なった。理論の定式化に関する論文を投稿中で、進行波に関する論文も準備中であり、早急に投稿する予定である。
3.では、過去に化学反応により駆動する液滴の研究を行ったが、より現実の実験に近い系のモデリングについて考察し、一例としては、3元混合系における平衡状態からずれた組成を持つ、液滴の自己推進運動のモデリングを行なった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [国際共同研究] キュリー研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] キュリー研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Collision between chemically-driven self-propelled drops2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yabunaka and Natsuhiko Yoshinaga
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 809 ページ: 205-233

    • DOI

      10.1017/jfm.2016.602

    • NAID

      130006245876

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure formation due to antagonistic salts2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Onuki, S.yunsuke Yabunaka, Takeaki Araki, and Ryuichi Okamoto
    • 雑誌名

      Current Opinion in Colloid and Interface Science

      巻: 22 ページ: 59-64

    • DOI

      10.1016/j.cocis.2016.02.007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrodynamics in bridging and aggregation of two colloidal particles in a near-critical binary mixture2015

    • 著者名/発表者名
      Syunsuke Yabunaka, Ryuichi Okamoto, Akira Onuki
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 28 ページ: 5738-5747

    • DOI

      10.1039/c4sm02853h

    • NAID

      120005670909

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric pumping induced by shear flow in dilute liquid crystalline polymer solutions2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yabunaka and Hisao Hayakawa
    • 雑誌名

      Journal of chemical physics

      巻: 142 号: 7 ページ: 079902-079902

    • DOI

      10.1063/1.4913472

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interface and vortex motion in the two-component complex dissipative Ginzburg-Landau equation in two-dimensional space2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yabunaka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 90 号: 4 ページ: 0429251-10

    • DOI

      10.1103/physreve.90.042925

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 増殖するアクティブマターの連続体理論2017

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学セミナーハウス(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学反応で自己推進運動する液滴の衝突2016

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 増殖を含んだアクティブマターの連続体理論2016

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(仙台)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hydrodynamics in bridging and aggregation of two colloidal particles in a near-critical binary mixture」2015

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 希薄液晶高分子溶液における剪断流によって誘 起される断熱ポンプ効果2015

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 希薄液晶高分子溶液における剪断流によって誘 起される断熱ポンプ効果2014

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      鳥取非線形研究会
    • 発表場所
      鳥取
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 化学反応下での自己推進する液滴の流体力学的モデルと界面ダイナミクスによるその縮約解析2014

    • 著者名/発表者名
      藪中俊介
    • 学会等名
      自己組織化研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-06-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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