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一軸性架橋剤流場による形状環境依存性高分子鎖の液晶ゲル形成機構の統計力学的解明

研究課題

研究課題/領域番号 19540426
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関群馬大学

研究代表者

山本 隆夫  群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80200814)

研究分担者 土橋 敏明  群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30155626)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2008年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード液晶ゲル / 透析 / moving boundary描像 / 潮汐力 / 不均一化学ポテンシャル / 境界面 / 非平衡熱力学 / 高分子鎖の伸長 / Moving Boundary描像 / ラプラスの方程式 / キトサン / 中和過程 / 二段階液晶ゲル化 / マイクロレオロジー / X線散乱 / Fermion描像 / 膨潤・収縮 / 吸着と放出 / スケーリング則 / 自己組織化 / 二次元格子Fermion描像 / 緩和時間
研究概要

カードランどの高分子鎖の濃厚溶液をカチオン水溶液に透析することで、ゲルでありながら複屈折性をもつ液晶ゲルが形成されることが知られている。この液晶ゲル化過程は、次のように理解できることがわかった。[1]透析外液が透析内液と混合する際に、熱力学的性質が大きく変わる境界面が生じる。[2]この境界面では高分子鎖に"潮汐力"が働きその潮汐力により高分子鎖は伸長される。[3]透析外液により凝集・沈殿環境へと高分子溶媒が変化した結果、伸長高分子がゲル化する。この液晶ゲル化の多様性と普遍性を記述する巨視的な描像(generalized moving boundary描像)と微視的な統計力学的モデルを構築した。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Phase relationship and dynamics of anisotropic gelation of carboxymethylcellulose aqueous solution2010

    • 著者名/発表者名
      S. C. Lin, Y. Minamisawa, K. Furusawa,, Y. Maki, H. Takeno, T. Yamamoto, T. Dobashi
    • 雑誌名

      Colloid Polym.Sci Vol. 288

      ページ: 696-701

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase relationship and dynamics of anisotropic gelation of carboxymethylcellulose aqueous solution2010

    • 著者名/発表者名
      S.C.Lin, Y.Minamisawa, K.Furusawa, Y.Maki, H.Takeno, T.Yamamoto, T.Dobashi
    • 雑誌名

      Colloid Polym.Sci. 288

      ページ: 696-701

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aluminium Ion-Induced Anisotropic Gelation of DNA2009

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, Y. Minamisawa, T. Dobashi, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Soft Materials Vol. 7

      ページ: 132-154

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Anisotropy of Calcium-Induced Alginate Gels2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Maki, M.Wakamatsu, K. Ito, K. Furusawa, T. Yamamoto, T. Dobashi
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology Vol. 23

      ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osmotic effect on hematocrit under hypertonic condition2009

    • 著者名/発表者名
      T. Dobashi, K. Ohbuchi, Y. Maki, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology Vol. 23

      ページ: 72-76

    • NAID

      40016753144

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Application of Microcapusules Having Enzyme-degrable Gel Membrane to Cell Culture2009

    • 著者名/発表者名
      T. Dobashi, M. Koike, K. Kobayashi, Y. Maki, T. Yamamoto, S. Tanaka
    • 雑誌名

      Progr.Colloid Polym.Sci Vol. 136

      ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Anisotropy of Calcium-Induced Alginate Gels2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Maki, M.Wakamatsu, K.Ito, K.Furusawa, T.Yamamoto, T.Dobashi
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology 23

      ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Osmotic effect on hematocrit under hypertonic condition2009

    • 著者名/発表者名
      T.Dobashi, K.Ohbuchi, Y.Maki, T.Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology 23

      ページ: 72-76

    • NAID

      40016753144

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aluminium Ion-Induced Anisotropic Gelation of DNA2009

    • 著者名/発表者名
      K.Furusawa, Y.Minamisawa, T.Dobashi, T.Yamamoto
    • 雑誌名

      Soft Materials 7

      ページ: 132-154

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Application of Microcapsules Having Enzyme-degrable Gel Membrane to Cell Culture2009

    • 著者名/発表者名
      T.Dobashi, M.Koike, K.Kobayashi, Y.Maki, T.Yamamoto, S.Tanaka
    • 雑誌名

      Progr.Colloid Polym.Sci. 136

      ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid Crystalline Gelation of Aqueous Solutions of Structure Proteins2008

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, H. Saito, A. Tsugueda, Y. Narazaki, T. Yamamoto, T. Dobashi
    • 雑誌名

      Tran.MRS-J Vol. 33

      ページ: 476-469

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid Crystalline Gelation of Aqueous Solutions of Structure Proteins2008

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, H. Saito, A. Tsugueda, Y. Narazaki, T. Yamamoto and T. Dobashi
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 33

      ページ: 467-469

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adosrption Kinetics of Carcinogens to DNA Liquid Crystalline Gel2007

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, M. Wakamatsu, T. Dobashi, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Langmuir Vol. 23

      ページ: 10081-10087

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Liquid Crystalline Gelation of DNA2007

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, Y. Minamisawa, T. Dobashi, T. Yamamoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B Vol. 111

      ページ: 14423-14430

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption Kinetics of Carcinogens to DNA Liquid Crystalline Gel Beads2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Masako Wakamatsu, Toshiaki Dobashi and Takao Yamamoto
    • 雑誌名

      Langmuir 23

      ページ: 10081-10087

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Liquid Crystalline Gelation of DNA2007

    • 著者名/発表者名
      K.Furusawa,Y.Minamisawa,T.Dobashi and T.Yamanoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 111

      ページ: 14423-14430

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis for dialysis-induced chitosan gelation

    • 著者名/発表者名
      N. Tomita, T. Yamamoto, T. Dobashi
    • 雑誌名

      Tran.MRS-J (in press)

    • NAID

      130003398926

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Anisotropy of Calcium-Induced Alginate Gels

    • 著者名/発表者名
      Y. Maki, M. Wakamatsu, K. Ito, K. Furusawa, T. Yamamoto and T. Dobashi
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology (in Press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aluminum Ion-Induced Anisotropic Gelation of DNA

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, Y. Minamisawa, T. Dobashi and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Soft Materials (in Press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液晶ゲル形成過程における高分子鎖のマイクロレオロジー2010

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年会
    • 発表場所
      岡山大学 (岡山県)
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 二成分溶液中の配向した高分子鎖の揺らぎ2010

    • 著者名/発表者名
      百田裕祐, 山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年会
    • 発表場所
      岡山大学 (岡山県)
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 二成分溶液中の配向した高分子鎖の揺らぎ2010

    • 著者名/発表者名
      百田裕祐, 山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶ゲル形成過程における高分子鎖のマイクロレオロジー2010

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 不溶化反応法により作製されるカプセルの形成と崩壊2009

    • 著者名/発表者名
      内藤大輔, 真野美幸, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明, 中村邦男
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開港記念館 (神奈川県)
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamics in the process of formation of anisotropic chitosan hydrogel with birefringence2009

    • 著者名/発表者名
      N. Tomita, Y. Maki, T. Yamamoto, T.Dobashi
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開港記念館 (神奈川県)
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamics in the process of formation of anisotropic chitosan hydrogel with birefringence2009

    • 著者名/発表者名
      N.Tomita, Y.Maki, T.Yamamoto, T.Dobashi
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開講記念館 横浜情報文化センター
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Dualysis-Induced Anisotropic Gelation of Collagen2009

    • 著者名/発表者名
      K.Furusawa, Y.Maki, T.Yamamoto, T.Dobashi, A.Fukui, N.Sasaki
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開講記念館 横浜情報文化センター
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] モンテカルロ法による2成分溶液中の配向性高分子鎖の揺らぎ解析2009

    • 著者名/発表者名
      百田裕祐, 山本隆夫
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開講記念館 横浜情報文化センター
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 透析により誘起されるカードランゲルの形成ダイナミックスのカルシュウム濃度依存性2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢晋平, 富田奈緒子, 野辺正紘, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開講記念館 横浜情報文化センター
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 不溶化反応法により作製されるカプセルの形成と崩壊2009

    • 著者名/発表者名
      内藤大輔, 真野美幸, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明, 中村邦男
    • 学会等名
      19^<th> Academic Symposium of MRS-Japan
    • 発表場所
      横浜市開講記念館 横浜情報文化センター
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 配向DNAゲルの崩壊過程2009

    • 著者名/発表者名
      内藤大輔, 真野美幸, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明, 中村邦男
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館 (群馬県)
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 配向DNA形成のダイナミックス2009

    • 著者名/発表者名
      奈良崎羊子, 古澤和也, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 発表場所
      桐生市市民会館 (群馬県)
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 配向DNAゲル形成のダイナミックス2009

    • 著者名/発表者名
      奈良崎羊子, 古澤和也, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] DNA水溶液のポリエチレングリコール水溶液への透析による構造形成2009

    • 著者名/発表者名
      滝沢晋平, 土橋敏明, 山本隆夫, 槇靖幸, 古澤和也
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 配向DNAゲルの崩壊過程2009

    • 著者名/発表者名
      内藤大輔, 真野美幸, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明, 中村邦男
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 人工イクラにおける構造の異方性2009

    • 著者名/発表者名
      槇靖幸, 伊藤圭, 若松正子, 古澤和也, 土橋敏明, 山本隆夫
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 多層脂質二重膜系の凝縮2009

    • 著者名/発表者名
      下田和則, 山本隆夫
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 沈降赤血球の「状態方程式」とヘマトクリットの浸透圧依存性2009

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 培養槽のスケールアップにおける気液間ガス交換特性に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      松永直樹, 加納健二郎, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第32回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 年月日
      2009-06-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 透析によって調整される異方性ゲルのレオロジー2008

    • 著者名/発表者名
      古澤和也, 槇靖幸, 武野宏之, 山本隆夫, 土橋敏明, 佐々木直樹
    • 学会等名
      第56回レオロジー討論会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター (新潟県)
    • 年月日
      2008-10-08
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 透析によって調整される異方性ゲルのレオロジー2008

    • 著者名/発表者名
      古澤和也、槇靖幸、武野宏之、山本隆夫、土橋敏明、佐々木直樹
    • 学会等名
      第56回レオロジー討論会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2008-10-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Fermion 描像を用いた液晶ゲル構造の解析2008

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学 (岩手県)
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Fermion描像を用いた締晶ゲル構造の解析2008

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 透析によるDNA液晶ゲル形成過程における普遍性と非普遍性2007

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫, 古澤和也, 土橋敏明
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道)
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 透析によるDNA液晶ゲル形成過程における普遍性と非普遍性2007

    • 著者名/発表者名
      山本 隆夫, 古澤 和也, 土橋 敏明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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