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光子流束が誘起するマクロ系の自律運動

研究課題

研究課題/領域番号 22654046
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関同志社大学 (2012, 2014)
京都大学 (2010-2011)

研究代表者

吉川 研一  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80110823)

研究期間 (年度) 2010 – 2014
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 420千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードレーザー光 / マランゴニ効果 / 非平衡開放系 / 自律運動 / 界面張力勾配 / 光誘起相転移 / 遠隔操作 / 誘電ポテンシャル / 光泳動 / 非平衡 / 非線形 / 光-運動変換 / レーザー
研究概要

本研究では、cmスケールの物体を可視光レーザーにより遠隔操作により搬送することを可能にするような、新規な方法論の確立を目指した。中でも、単一のグリーンレーザーを用いて、上方から、cmサイズの液滴を、照射させたときに生じる、自律運動について、新しい発見を行うことができた。レーザーの出力を上げていくと、微細なゆらぎの状態から、焦点を中心とする往復運動へとモード分岐する。更に出力を上げていくと、焦点のまわりの公転運動に分岐することを見出し、理論的にもそのメカニズムを明らかにすることができた。

報告書

(4件)
  • 2014 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (37件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Rigidity of a spherical capsule switches the localization of encapsulated particles between inner and peripheral regions under crowding condition : Simple model on cellular architecture2014

    • 著者名/発表者名
      Chwen-Yang Shew, Kenta Kondo, Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 140 ページ: 24907-24907

    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Back-and-forth micromotion of aqueous droplets in a dc electric field2013

    • 著者名/発表者名
      Tomo Kurimura, Masatoshi Ichikawa, Masahiro Takinoue Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 88

    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling negative and positive photothermal migration of centimeter-sized droplet2013

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Ichikawa, Fumi Takabatake, Keitaro Miura, Takafumi Iwaki, Nobuyuki Magome, Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 88

    • NAID

      120005312152

    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasmonic Imaging of Brownian Motion of Single DNA Molecules Spontaneously Binding to Ag Nanoparticles2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Hirano, Tomomi Ishido, Yuko S. Yamamoto, Norio Murase, Masatoshi Ichikawa, Kenichi Yoshikawa, Yoshinobu Baba Tamitake Itoh
    • 雑誌名

      NANO LETTERS

      ページ: 1877-1882

    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-organized Archimedean spiral pattern: Regular bundling of fullerene through solvent evaporation2013

    • 著者名/発表者名
      Y.-J., Chen, K. Suzuki, H. Mahara, K. Yoshikawa, T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 102 号: 4 ページ: 41911-41915

    • DOI

      10.1063/1.4789906

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale vortex lattice emerging from collectively moving microtubules2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Sumino, K.H.Nagai, Y.Shitaka, D.Tanaka, K.Yoshikawa, H.Chate, K.Oiwa
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 483 ページ: 448-452

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Murine Leukemia Retroviral Integration and Structure Fluctuation of Target DNA2012

    • 著者名/発表者名
      T.Tsuruyama, W.Liu, K.Yoshikawa
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 号: 2 ページ: e31533-e31533

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0031533

    • NAID

      120003988223

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How environmental solution condistion determine the compaction velocity of single DNA moleules2012

    • 著者名/発表者名
      Ken Hirano, Masatoshi Ichikawa, Tomomi Ishido, Mitsuru Ishikawa, Yoshinobu Baba, Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 40 号: 1 ページ: 284-289

    • DOI

      10.1093/nar/gkr712

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unraveling DNA dynamics using atomic force microscopy (AFM)2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Suzuki, Yuko Yoshikawa, Shige H.Yoshimura, Kenichi Yoshikawa, Kunio Takeyasu
    • 雑誌名

      Wiley Interdisciplinary Reviews : Nanomedicine and Nanobiotechnology

      巻: 3 号: 6 ページ: 574-588

    • DOI

      10.1002/wnan.150

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative photophoresis of smoke particles observed under microgravity2011

    • 著者名/発表者名
      S.N.Watanabe, T.Iwaki, M.I.Kohira, N.Magome, K.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 511 号: 4-6 ページ: 574-588

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.06.048

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous mode-selection in the self-propelled motion of solid/liquid composite driven by interfacial instability2011

    • 著者名/発表者名
      F.Takabatake, N.Magome, M.Ichikawa, K.Yoshikawa
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 134

    • NAID

      120003001350

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A non-equilibrium quasistationary state in an ionic liquid caused by a focused laser.2010

    • 著者名/発表者名
      N.Iguchi, A.Datta, K.Yoshikawa, Y.Yoshida, G.Saito
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 485 ページ: 110-113

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro HIV-1 Selection Integration into the Traget Sequence and Decay-Effect of the Modified Sequence.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tsuruyama, T.Nakai, T.Hiratsuka, G.Jin, T.Nakamura, K.Yoshikawa
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 5

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Novel, Integrated Clinicopathologic Diagnosis of Cancer Based on Physical Readouts2014

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      Real-World Modeling on Exotic Aspects of Living Cell,International SPIRITS Symposium
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
  • [学会発表] Novel, Integrated Clinicopathologic Diagnosis of Cancer Based on Physical Readouts2014

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      Unveiling Intrinsic Characteristics of Genomic DNA, International SPIRITS Symposium
    • 発表場所
      京都府
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
  • [学会発表] Research for Sustainable Development2013

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      Phase Transition on Genomic DNA : Its Physics & Biological Significance, German Science Days
    • 発表場所
      京都府
    • 年月日
      2013-10-25
    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
  • [学会発表] From Soft Matter to Protocell2013

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      Specificity of cell-sized confinement, International Workshop
    • 発表場所
      宮城県
    • 年月日
      2013-09-19
    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
  • [学会発表] The International Conference on Medical Physics2013

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      How does the higher-order structure of DNA concern with genetic functions?
    • 発表場所
      イギリス
    • 年月日
      2013-08-25
    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
  • [学会発表] 荷電リン脂質系が2次元界面上に形成するマイクロメートルスケールのネットワーク構造2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤弘明、柳澤実穂、市川正敏、吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 振動場が誘起する水平面内の回転運動に関する数理モデル2012

    • 著者名/発表者名
      稲垣紫緒、久保善嗣、吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 低線量γ線によるDNA二重鎖切断確率はDNA濃度に顕著に依存する2012

    • 著者名/発表者名
      下林俊典、吉川研一、森利明、吉川祐子
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 空間非対称な興奮場における回転ラセン波除去2012

    • 著者名/発表者名
      加渡大貴、Marcel Horning、吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学西宮上ケ原キャンパス
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation and measurement of thermal fluctuation of single soft nano-tubes2012

    • 著者名/発表者名
      A.Yamamoto, M.Ichikawa
    • 学会等名
      Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-02-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Stabilization of cardiac conduction via rigidity matching between cells and extracellular matrix2012

    • 著者名/発表者名
      M.Horning, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-02-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of quasi-two dimensional confinement on micro-pattern dynamics in polymer Solution2012

    • 著者名/発表者名
      H.Hayashi
    • 学会等名
      Phase Transition Dynamics in Soft Matter : Bridging Microscale and Mesoscale
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-02-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Controlling excitation patterns by minimum electric far fi eld : Experiments and simulation on heterogeneous tissue2012

    • 著者名/発表者名
      M.Horning, S.Takagi
    • 学会等名
      The 50th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering, "Medical and Biological Engineering Advance toward next 50 Years"
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2012-01-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] How to Bridge Life and Matter through Nonlinear Dynamics?2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshikawa
    • 学会等名
      Gordon Conference on Oscillations and Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 発表場所
      Colby College, ME, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of Macroscopic Regular Motion from Microscopic Fluctuation: Spontaneous Motion through Spontaneous Symmetry Breaking2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshikawa
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Medicinal Chemistry
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of Macroscopic Regular Motion from Microscopic Fluctuation: Spontaneous Motion through Spontaneous Symmetry Breaking2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshikawa
    • 学会等名
      Physics Japanese-German-French Workshop,"Physics of Active Soft Matter"
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spontaneous mode-selection of a self-running solid/liquid composite2012

    • 著者名/発表者名
      F.Takabatake, N.Magome, M.Ichikawa, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      2011年度GCOEシンポジウム「階層の連結」
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of thermal fluctuation of phospholipid nano-tubes through direct observation2012

    • 著者名/発表者名
      山本暁久、市川正敏
    • 学会等名
      2011年度GCOEシンポジウム「階層の連結」
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Wave Properties in Heterogeneous Excitable Medium2012

    • 著者名/発表者名
      加渡大貴、Marcel Horning、吉川研一
    • 学会等名
      2011年度GCOEシンポジウム「階層の連結」
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Self-propelled motion of a composite induced by interfacial instability : spontaneous symmetry breaking and mode-bifurcation2011

    • 著者名/発表者名
      F.Takabatake, N.Magome, M.Ichikawa, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      Internaional Symposium of Complex Systems 2011
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mode bifurcation of bouncing dimer caused by chiral-asymmetry2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kubo, S.Inagaki, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      Internaional Symposium of Complex Systems 2011
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2011-12-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ライデンフロスト液滴の変形と運動モード分岐2011

    • 著者名/発表者名
      栗村朋、吉川研一、市川正敏
    • 学会等名
      第二回京都ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2011-11-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Playing with sands : segregation induced by mechanical agitation2011

    • 著者名/発表者名
      S.Inagaki, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      Nara Workshop on Fracture and Related Topics
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2011-10-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 非チューリング・シナリオ:生物の形態形成の新モデル2011

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      明治大学先端数理科学研究科開発記念シンポジウム記念講演会
    • 発表場所
      明治大学駿河台キャンパス
    • 年月日
      2011-10-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 化学的界面不安定性に駆動される複合体の回転運動2011

    • 著者名/発表者名
      高畠芙弥、馬籠信之、市川正敏、吉川研一
    • 学会等名
      HMC特別研究会「非線形現象の数理解析」
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      2011-09-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Cell-rigidity recognition of neighboring cells toward the stabilization of cardiac conduction2011

    • 著者名/発表者名
      M.Horning, S.Kidoaki, T.Kawano, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      The 2nd Mini-Symposium on non-equilibrium dynamics of soft matter-International Workshop on Nonlinear Dynamics in Science
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2011-09-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 化学的界面不安定性による複合体の自己推進運動:自発的対称性の破れとモード分岐2011

    • 著者名/発表者名
      高畠芙弥、馬籠信之、市川正敏、吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 振動場における物体の運動モード分岐に関するモデル2011

    • 著者名/発表者名
      稲垣紫緒、久保善嗣、吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 直接観察による脂質ナノチューブの動的物性の解明2011

    • 著者名/発表者名
      山本暁久、市川正敏
    • 学会等名
      第51回生物物理若手の会夏の学校
    • 発表場所
      関西セミナーハウス
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 振動板上のねじれ物体の運動モード分岐2011

    • 著者名/発表者名
      久保善嗣、稲垣紫緒、吉川研一
    • 学会等名
      基研研究会2011非平衡系の物理-ミクロとマクロの架け橋
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2011-08-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 液体表面上に浮揚する液体窒素液滴の自発的な並進運動:自発的対称性の破れと運動モード分岐2011

    • 著者名/発表者名
      栗村朋、吉川研一、市川正敏
    • 学会等名
      基研研究会2011非平衡系の物理-ミクロとマクロの架け橋
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2011-08-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ミクロ水滴上で荷電脂質が形成するネットワーク・パターンとそのダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤弘明、柳澤実穂、市川正敏
    • 学会等名
      第1回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 揺らぎ運動の直接観察による脂質ナノチューブの動的物性の解明2011

    • 著者名/発表者名
      山本暁久、市川正敏
    • 学会等名
      第1回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高分子溶液のゲル化・相分離に対する空間的制限効果の検証2011

    • 著者名/発表者名
      林仁志、市川正敏
    • 学会等名
      第1回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Control of activation sites by low-electric far field pacing in excitable media2011

    • 著者名/発表者名
      M.Horning, S.Takagi, K.Yoshikawa
    • 学会等名
      Engineering of Chemical Complexity
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2011-07-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 液滴から学ぶ非線形ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      シンポジウム創発と自己組織化-魅惑の非線形
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 自己推進運動をするミクロ物体とその流体力学的効果

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会関西支部分科会 講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 講談社基礎物理学シリーズ(現代物理学の世界 トップ研究者からのメッセージ 非平衡開放系の物理学)2010

    • 著者名/発表者名
      吉川研一
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      講談社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://dmpl.doshisha.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 研究成果報告書
  • [備考] レーザーにより形成した温度場上での液・液臨界点近傍での液滴の変形現象

    • URL

      http://dmpl.doshisha.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chem.scphys.kyoto-u.ac.jp/index_j.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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