| 研究課題/領域番号 |
16K05512
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
吉森 明 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90260588)
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| 研究分担者 |
秋山 良 九州大学, 理学研究院, 准教授 (60363347)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | ストークス則 / 拡散 / 佐々の方法 / 粘性 / 選択的溶媒和 / 2成分溶媒 / 摂動展開 / 粗視化方程式 / 内部自由度をもった粒子 / 分子の回転運動 / 局所平衡分布 / 外場のもとでのStokes抵抗 / 外場による抵抗の増加 / 溶液中の分子の摩擦 / Stokes則からのずれ / 球対称の相互作用 / slip長のミクロな表現 / 化学物理 / 溶液 / 非平衡 |
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| 研究成果の概要 |
ストークス則は流れている溶媒粒子から溶質粒子が受ける力を表す。その大きさは流体力学により計算される。この研究では、ストークス則を導くのに必要な境界条件を、溶媒が液体のような高密度の条件で、溶媒粒子の微視的な正準方程式から厳密に導いた。空間を溶質粒子から十分離れた領域と溶質粒子の近傍の領域の2つに分け、それぞれの領域で、溶質粒子と溶媒粒子の大きさの比が0になる極限をとった。溶質近傍の領域の極限から、溶質粒子と溶媒粒子の間の相互作用が粒子間距離にしかよらない場合には、slip境界条件が必ず得られる。また、溶質粒子と溶媒粒子のサイズ比で摂動展開を行い、slip境界条件からのずれも得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物体に沿って液体を流すというのは多くの現象に見られ、また応用も多岐にわたる。特に物体が球形の場合は拡散と関係があり、生体内の物質輸送や工学的な応用も高いと考えられる。たとえば、大きい粒子であるにもかかわらず、大きく拡散することができれば、物質の輸送に有利であると考えられる。その鍵を握るのは粒子の表面の境界条件であり、この境界条件と微視的な粒子間相互作用により制御できれば、拡散のしやすさも設計できる。この研究では、境界条件と相互作用の関係を明らかにできた。
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