| 研究課題/領域番号 |
20K05437
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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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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
天野 健一 名城大学, 農学部, 准教授 (30634191)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | ライン光ピンセット / 液体の統計力学 / 逆解析 / 平均力ポテンシャル / 保存力 / 高分子の統計力学 / 複雑液体 / ダブルビーム型光ピンセット / 光ピンセット / 画像解析 / 統計力学 / 三体相互作用 / 画像統計処理 / 逆解析理論 / 装置開発 / 逆計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では微粒子が関連する環境問題、衛生問題、製品開発のための基礎研究を行う。例えば、生体や海川湖、液体製品中に入った微粒子間の相互作用を知る事は微粒子の分散性や凝集を知る上で重要である。さらに、微粒子の表面構造も知れたら新たな知見となる。そこで本研究では「微粒子間相互作用の測定装置の開発」と「微粒子間相互作用測定のための分析理論の開発」、「微粒子間相互作用に関するメカニズムの理解」さらに「微粒子表面に修飾された高分子鎖の密度分布の逆解析手法の開発」に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
本研究では光ピンセットから測定されるデータから（１）従来よりも正確に粒子の中心位置を決める画像解析アルゴリズムを構築・開発した。（２）従来よりも正確なコロイド粒子ーコロイド粒子間の平均力ポテンシャルを求める逆解析理論を構築した。（３）また、独自にライン光ピンセットを構築・開発した。（４）拘束ライン内でパラボラ型の外部ポテンシャルをガルバノミラ―で作成するための式（電位vs時間曲線）を作成した。（５）平均力ポテンシャルを用いてコロイド粒子の表面に修飾された高分子の密度分布を求める方法の検討を行った。またさらに、（６）三体ポテンシャルを求める逆解析法も開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでライン光ピンセットやダブルビーム型光ピンセットで観察画像解析を通して統計力学理論からコロイド粒子―コロイド粒子間の平均力ポテンシャルを求める場合、平均力ポテンシャルが遠方で右肩上がりになり、平均力ポテンシャルの近傍と遠方における正しい形が分からなかった。そのため、経験的な関数を用いて補正を行っていた。しかし、本研究で理論的補正法を発案した事で従来よりも正確に平均力ポテンシャルが求められる様になった。これにより平均力ポテンシャルを次のステップの逆解析にかけられる様になった。社会的意義としては、例えばとある抗がん剤の研究開発に役立てられると考えられる（arXiv:2304.08194）。
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