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非平衡系における界面張力:マランゴニ対流構造のダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 21740282
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関千葉大学

研究代表者

北畑 裕之  千葉大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20378532)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード非平衡・非線形物理学 / パターン形成 / 表面張力 / マランゴニ効果 / 分岐現象 / 界面張力 / 非平衡開放系 / マランゴニ対流 / リミットサイクル振動 / 引き込み現象 / 会合体 / 界面活性剤 / 分岐 / 相分離 / 散逸構造
研究概要

界面活性をもつ物質の濃度勾配が引き起こすMarangoni対流の時間発展の観察、数理モデル化を目指して研究を行ってきた。その結果、界面活性のある樟脳を水面に固定した時に形成されるMarangoni対流のロール構造が別の界面活性剤の添加によって非線形な応答を示すことが明らかになった。また、内部の化学反応に起因して生み出された界面張力勾配により動く液滴について、その内部の対流構造を流体力学を基にして理論的に明らかにすることができた。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (13件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Formation of a multi-scale aggregate structure through spontaneous blebbing of an interface2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Sumino, H.Kitahata, Y. Shinohara, N. L. Yamada and H,Seto
    • 雑誌名

      Langmuir 28

      巻: 28 号: 7 ページ: 3378-3384

    • DOI

      10.1021/la204323t

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plastic bottle oscillator as anon-off-type oscillator : Experiments, modeling, and stability analyses of single and coupled systems2012

    • 著者名/発表者名
      M. I. Kohira, H. Kitahata, N. Magome, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 85 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreve.85.026204

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression and regeneration of camphor-driven Marangoni flow with theaddition of sodium dodecyl sulfate2012

    • 著者名/発表者名
      Y.S.Ikura, R.Tenno, H.Kitahata, N,J.Suematsu and S.Nakata
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 116 号: 3 ページ: 992-996

    • DOI

      10.1021/jp210990a

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-Separated Binary Polymers Spin Coated on Microwrinkles2012

    • 著者名/発表者名
      T. Ohzono, H. Kitahata
    • 雑誌名

      RCS Adv.

      巻: 2 号: 6 ページ: 2395-2398

    • DOI

      10.1039/c2ra01020h

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gelation Effect on the Synthesis of High-aspect-ratio Gold Nanorods2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Takenaka, H. Kitahata, N. L. Yamada, H.Seto, M. Hara
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol

      巻: 12 号: 1 ページ: 714-718

    • DOI

      10.1166/jnn.2012.5405

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of a multi-scale aggregate structure through spontaneous blebbing of an interface2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Sumino, H.Kitahata, Y.Shinohara, N.L.Yamada, H.Seto
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 28 ページ: 3378-3384

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous motion of a droplet coupled with a chemical wave2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kitahata, Natsuhiko Yoshina, Ken H.Nagai, Yutaka Sumino
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 84 号: 1 ページ: 15101-15101

    • DOI

      10.1103/physreve.84.015101

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoexcited chemical wave in the ruthenium-catalyzed Belousov-Zhabotinsky reaction2011

    • 著者名/発表者名
      S. Nakata, M. Matsushita, T. Sato, N. J. Suematsu, H. Kitahata, T. Amemiya, Y. Mori
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 115 号: 26 ページ: 7406-7412

    • DOI

      10.1021/jp2012057

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Dynamical blebbing at a dropletinterface driven by instability in elastic stress : anovel self-motile system2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumino, H. Kitahata, H. Seto, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 7 号: 7 ページ: 3204-3212

    • DOI

      10.1039/c0sm00906g

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Growth of gold nanorods ingelled surfactant solutions2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Takenaka, H. Kitahata, N. L. Yamada, H. Seto, M. Hara
    • 雑誌名

      J. Colloid Interface Sci.

      巻: 356 号: 1 ページ: 111-117

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2010.12.042

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Dynamical blebbing at a droplet interface driven by instability in elastic stress : a novel self-motile system2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sumino, H.Kitahata, H.Seto, K.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 7 ページ: 3204-3212

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase wave between two oscillators in the photosensitive Belousov-Zhabotinsky reactiondepending on the difference in the illuminationtime2010

    • 著者名/発表者名
      S. Nakata, K. Kashima, H. Kitahata, Y. Mori
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 114 号: 34 ページ: 9124-9129

    • DOI

      10.1021/jp105204n

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Synchronized motion of the water surfaces around two fixed camphor disks2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kawata, S.Takahashi, M.Nakamura, Y.Sumino and S.Nakata
    • 雑誌名

      J. Colloid and Interface Sci

      巻: 351 号: 1 ページ: 299-303

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2010.07.036

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mode-switching of the self-motion of a camphor boat depending on the diffusion distance of camphor molecules2010

    • 著者名/発表者名
      N.J.Suematsu, Y.Ikura, M.Nagayama, N.Kawagishi, M.Nakamura, H.Kitahata, M.Murakami and S.Nakata
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry

      巻: 114 号: 21 ページ: 9876-9882

    • DOI

      10.1021/jp101838h

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematicalanalysis of intercellular calcium propagationinduced by ATP2010

    • 著者名/発表者名
      M. Tsutsumi, H. Kitahata, S. Nakata, Y. Sanno, M. Nagayama, M. Denda
    • 雑誌名

      Skin Res. Tech

      巻: 16 号: 2 ページ: 146-150

    • DOI

      10.1111/j.1600-0846.2009.00420.x

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Mode-Switching of the Self-Motion of a Camphor Boat Depending on the Diffusion Distance of Camphor Molecules2010

    • 著者名/発表者名
      N.J.Suematsu, Y.Ikura, M.Nagayama, H.Kitahata, N.Kawagishi, M.Murakami, S.Nakata
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 114 ページ: 9876-9882

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronized motion of the water surfaces around two fixed camphor disks2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kitahata, K.Kawata, S.Takahashi, M.Nakamura, Y.Sumino, S.Nakata
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 351 ページ: 299-303

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and theoretical studies on the self-motion of a phenanthroline disk coupled with complex formation2010

    • 著者名/発表者名
      K.Iida, N.J.Suematsu, Y.Miyahara, H.Kitahata, M.Nagayama, S.Nakata
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 12

      ページ: 1557-1563

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous deformation of an oil droplet induced by the cooperativetransport of cationic and anionic surfactantsthrough the interface2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumino, H. Kitahata, H. Seto, S. Nakata, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 113 号: 48 ページ: 15709-15714

    • DOI

      10.1021/jp9037733

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Unpinning of a spiral wave anchored around acircular obstacle by an external wave train : Common aspects of a chemical reaction andcardiomyocyte tissue2009

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, A. Isomura, M. Horning, H. Kitahata, K. Agladze, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 19 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.3263167

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Oscillation in penetration distance in a train of chemical pulses propagating in anoptically-constrained narrowing channel2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kitahata, T. Fujio, J. Gorecki, S. Nakata, Y. Igarashi, A. Gorecka, K. Yoshikawa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 113 号: 39 ページ: 10405-10409

    • DOI

      10.1021/jp903686k

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Analysis of thegrowth process of gold nanorods withtime-resolved observation2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Takenaka, H. Kitahata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 80 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreve.80.020601

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Spontaneous deformation of an oil droplet induced by the cooperative transport of cationic and anionic surfactants through the interface2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sumino, H.Kithata, H.Seto, S.Nakata, K.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 113

      ページ: 15709-15714

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the growth process of gold nanorods with time-resolved observation2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Takenaka, H.Kitahata
    • 雑誌名

      Physical Review E 79

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spontaneous motion of a droplet coupled with chemical reaction2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kitahata
    • 学会等名
      International conference on Mathematics and Sciences
    • 発表場所
      Hotel Mahapahit (Surabaya, Indonesia)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マランゴニ効果による液滴の運動2011

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之, 義永那津人, 永井健, 住野豊
    • 学会等名
      第49回 日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マランゴニ効果による液滴の運動2011

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之, 義永那津人, 永井健, 住野豊
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 化学反応によって駆動される液滴運動2011

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之
    • 学会等名
      第71回 形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      千葉市科学館(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneous motion of a dropletcoupled with chemical reaction2011

    • 著者名/発表者名
      H. Kitahata
    • 学会等名
      International conference on Mathematics and Sciences
    • 発表場所
      Hotel Majapahit, Surabaya, Indonesia
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 化学反応によって駆動される液滴運動2011

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之
    • 学会等名
      第71回形の科学シンポジウム
    • 発表場所
      千葉市科学館
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 表面張力により駆動される液滴運動とその数理モデル2010

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之
    • 学会等名
      2010年度日本数学会応用数学分科会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 界面張力勾配により駆動される液滴運動2010

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之
    • 学会等名
      第19回「非線形反応と協同現象」研究会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2010-01-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneous motion of a droplet drivenby interfacial tension gradient2010

    • 著者名/発表者名
      H. Kitahata, N. Yoshinaga, Y. Sumino, K.Nagai
    • 学会等名
      Pacifichem 2010
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 表面張力により駆動される液滴運動とその数理モデル2010

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之
    • 学会等名
      2010年度日本数学会応用数学分科会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Spontaneous motion of a dropletdriven by interfacial tension gradient2010

    • 著者名/発表者名
      H. Kitahata
    • 学会等名
      International Workshop Emerging Topics in Nonlinear Science
    • 発表場所
      Schloss, Goldrain, Italy
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Spontaneous motion of a droplet drivenby interfacial tension gradient coupled with chemical reaction2010

    • 著者名/発表者名
      H. Kitahata, N. Yoshinaga, Y. Sumino, K.Nagai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Oscillations and Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 発表場所
      I1 Ciocco Hotel and Resort in Lucca, Italy
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 界面張力により駆動される自発運動2010

    • 著者名/発表者名
      北畑裕之
    • 学会等名
      第19回「非線形反応と協同現象」研究会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cu.phys.s.chiba-u.ac.jp/~kitahata/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cu.phys.s.chiba-u.ac.jp/~kitahata/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cu.phys.s.chiba-u.ac.jp/~kitahata/work.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cu.phys.s.chiba-u.ac.jp/~kitahata/work.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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