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Effect of patchy particle designs on the bulk properties of the self-assembled structures

研究課題

研究課題/領域番号 20K14437
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
研究機関東北大学 (2021-2023)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2020)

研究代表者

Lieu Uyen  東北大学, 材料科学高等研究所, 助教(研究特任) (00807042)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードPatchy particle / Self-assembly / Mechanism / Structure / Reinforcement learning / Inverse design / Reinforcement Learning / Quasicrystal / self-assembly / patchy particles / dodecagonal quasicrystal / self-assemble / inverse design / optimisation / patchy particle / kagome lattice / curvature / topological defects
研究開始時の研究の概要

Patchy particles are of micrometre size and have patches on the surface. Such particles can assemble into complex structures with novel properties. In this research, we perform numerical simulation to investigate the relation of patchy particle design, assembled structures and properties.

研究成果の概要

私たちは、パッチ粒子の自己組織化についていくつかの側面を調査してきました。(i)私たちは、球面上の双極子状パッチ粒子の自己組織化において、位相欠陥がどのように現れるかを明らかにしました。 (ii)パッチ粒子から組み立てられた十二角形の準結晶の成長と揺らぎのメカニズムが明らかにされています。 (iii)与えられた構造に対して、最適なパッチ粒子の種類を見つける逆設計アルゴリズムを提案しています。 (iv)パッチ粒子と所望の構造が与えられた場合、自己組織化中に所望の構造が最も速く効率的に得られるように、最適な制御パラメータを学習するために強化学習を使用することを提案しています。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The research shows that the self-assembly of nano- and colloidal particles is promising in the development of new materials. We have proposed simulation methods that help to find the best way to obtain desired structures.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 11件)

  • [雑誌論文] Formation and fluctuation of two-dimensional dodecagonal quasicrystals2022

    • 著者名/発表者名
      Lieu Uyen Tu、Yoshinaga Natsuhiko
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 18 号: 39 ページ: 7497-7509

    • DOI

      10.1039/d2sm00798c

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inverse design of two-dimensional structure by self-assembly of patchy particles2022

    • 著者名/発表者名
      Uyen Tu Lieu and Natsuhiko Yoshinaga
    • 雑誌名

      Journal of Chemcial Physics

      巻: 156 号: 5 ページ: 054901-054901

    • DOI

      10.1063/5.0072234

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Topological defects of dipole patchy particles on a spherical surface2020

    • 著者名/発表者名
      Uyen Tu Lieu and Natsuhiko Yoshinaga
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 16 号: 33 ページ: 7667-7675

    • DOI

      10.1039/d0sm00103a

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Reinforcement learning for dynamic control of self-assembly of quasicrystals from patchy particles2024

    • 著者名/発表者名
      Uyen Tu Lieu, Natsuhiko Yoshinaga
    • 学会等名
      APS March Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reinforcement learning for dynamic control of self-assembly of quasicrystals from patchy particles2023

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu, Natsuhiko Yoshinaga
    • 学会等名
      28th Quasicrystals Meeting (Hypermaterials)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Inverse Design of Two-dimensional Dodecagonal Quasicrystal Structure by Patchy Particles2023

    • 著者名/発表者名
      Uyen Tu Lieu, Natsuhiko Yoshinaga
    • 学会等名
      7th International Soft Matter Conference (ISMC2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse design of two-dimensional dodecagonal quasicrystal structure by patchy particles2023

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu, Natsuhiko Yoshinaga
    • 学会等名
      28th International Conference on Statistical Physics (Statphys28)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Design of Two-dimensional Dodecagonal Quasicrystal Structure by Patchy Particles2023

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu, Natsuhiko Yoshinaga
    • 学会等名
      KITP Conference "Structure Design and Emerging Phenomena in Nanoparticle Assemblies: What’s Next?”
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of self-assembly of a two-dimensional dodecagonal quasicrystal using patchy particles2022

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      Aperiodic 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Design of Two-dimensional Self-assembly of Patchy Particles2022

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      APS March Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Design of Two-dimensional Self-assembly of Patchy Particles2021

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      Material Research Meeting 2021 (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Design of Two-dimensional Self-assembly of Patchy Particles2021

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      IRN-Aperiodic 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Design of Two-dimensional Self-assembly of Patchy Particles2021

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      XXXII IUPAP Conference on Computational Physics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological defects of patchy particles on a spherical surface2021

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      11th Liquid Matter Conference (LMC2020/2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse Design of Patchy Particle for Self-assembly2021

    • 著者名/発表者名
      Uyen Lieu
    • 学会等名
      1st International School on Hypermaterials (ISH2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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