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相境界面の運動に着目した異方性ゲル形成の統計力学の構築とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 23540475
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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, 理工学研究院, 教授 (80200814)

研究分担者 土橋 敏明  群馬大学, 理工学研究院, 教授 (30155626)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード異方性ゲル / 熱力学的不安定性 / moving boundary描像 / 拡散律速 / 界面律速 / 乾燥 / 透析 / マイクロレオロジー / ダイナミックス遷移 / 緩和ダイナミックス / 界面エネルギー律速 / moving boundary picture / ゲルー異方性ゲル転移 / 潮汐力 / Moving Boundary描像 / 高分子濃厚溶液 / スケーリング則
研究概要

透析や乾燥による高分子溶液の異方性ゲル化を、ゾル・ゲル境界面に着目して調べた。ゾル・ゲル境界面における熱力学的不安定化が異方性ゲル化を引き起こすことがわかった。熱力学的不安定状態での高分子鎖の配向ダイナミックスを構築した。一般化されたmoving boundary描像を完成させ、4回対称または一軸性のゲル形成過程を解析した。この結果より、異方性ゲル化を制御する方法を考案した。乾燥によるゲル化は界面律速で透析によるゲル化は拡散律速であるが、熱力学不安定化の速度に注目することで、この2つのゲル化ダイナミックスを統一的に理解できることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件)

  • [雑誌論文] Effect of Concentration Fluctuation of Solution to Membrane Fluctuation in Multi Lipid-bilayer Membrane System2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shimoda and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1518 ページ: 440-443

    • DOI

      10.1063/1.4794611

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free-Energy Increment of Multilayer Membrane System Due to Membrane-Membrane Interaction Potentials: Analysis Based on the Intermembrane Distance Distribution Function2013

    • 著者名/発表者名
      Takao Yamamoto, Kazunori Shimoda and Yukihito Iwamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 82 号: 2 ページ: 24602-24602

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.024602

    • NAID

      40019576121

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-dimensional growth of hydrogel by a contact of chitosan solution with high-pH solution2013

    • 著者名/発表者名
      Isamu Rokugawa, Naoko Tomita, Toshiaki Dobashi and Takao Yamamoto
    • 雑誌名

      Soft Materials

      巻: 12 号: 1 ページ: 36-41

    • DOI

      10.1080/1539445x.2012.735316

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Studies on the Formation Mechanism and the Structure of the Anisotropic Collargen Gel Prepared by Dialysis-Induced Anisotropic Gelation2012

    • 著者名/発表者名
      K. Furusawa, S.Sato, J. Masumoto, Y. Hanazaki, Y. Maki, T. Dobashi, T. Yamamoto, A. Fukui and N. Sasaki
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: Vol.13 号: 1 ページ: 29-39

    • DOI

      10.1021/bm200869p

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies on the Formation Mechanism and the Structure of the Anisotropic Collagen Gel Prepared by Dialysis-Induced Anisotropic Gelation2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Furusawa, Shoichi Sato, Jyun-ichi Masumoto, Yohei Hanazaki, Yasuyuki Maki, Toshiaki Dobashi, Takao Yamamoto, Akimasa Fukui and Naoki Sasaki
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 13 ページ: 29-39

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Structure of Calcium-Induced Alginate Gels by Optical and Small-Angle X-ray Scattering Measurements2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Maki, K. Ito, N. Hosoya, C. Yoneyama, K. Furusawa, T. Yamamoto, T. Dobashi, Y. Sugimoto and K. Wakabayashi
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: Vol.12 号: 6 ページ: 2145-2152

    • DOI

      10.1021/bm200223p

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic hydrogel formation : Effect of boundary condition2011

    • 著者名/発表者名
      N. Tomita, I. Rokugawa, H. Toyama, T. Yamamoto and T. Dobashi
    • 雑誌名

      Material Science Forum

      巻: Vol.687 ページ: 567-570

    • URL

      http://www.scientific.net/MSF.687.567

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic hydrogel formation: Effect of boundary condition2011

    • 著者名/発表者名
      Naoko Tomita, Isamu Rokugawa, Hiromi Toyama, Takao Yamamoto and Toshiaki Dobashi
    • 雑誌名

      Material Science Forum

      巻: 687 ページ: 567-570

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Structure of Calcium-Induced Alginate Gels by Optical and Small-Angle X-ray Scattering Measurements2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Maki, Kei Ito, Natsuki Hosoya, Chikayoshi Yoneyama, Kazuya Furusawa, Takao Yamamoto, Toshiaki Dobashi, Yasunobu Sugimoto and Katsuzo Wakabayashi
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 12 ページ: 2145-2152

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 透析によるゲル化のダイナミックス遷移2014

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫, 岡村英希, 土橋敏明
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 環境変化によって引き起こされる異方性ゲル形成ダイナミックス2013

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 異方性ゲル形成と熱力学的不安定状態における高分子鎖のレオロジー2013

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県)
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 透析によって誘起されるゲル界面の移動とレオロジー2013

    • 著者名/発表者名
      富田奈緒子, 六川勇, 岡村英希, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第61回レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 拡散律速型のゲル化とエネルギー律速型のゲル化のクロスオーバー2013

    • 著者名/発表者名
      岡村英希, 佐野浩亮, 富田奈緒子, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第61回レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2013-09-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] カラーギーナンゲルと塩化カリュウム水溶液の接触による配向のダイナミックス2013

    • 著者名/発表者名
      細谷亮馬, 六川勇, 土橋敏明, 山本隆夫
    • 学会等名
      日本高分子学会第28回群馬・栃木講演会
    • 発表場所
      群馬大学(群馬県)
    • 年月日
      2013-03-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of Concentration Fluctuation of Solution to membrane Fluctuation in Multi Lipid-bilayer Membrane Systrem2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shimoda and T. Yamamoto
    • 学会等名
      The 4-th international Symposium on Slow Dynamics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 透析による配向ゲルの一次元成長ダイナミックス2012

    • 著者名/発表者名
      六川勇, 富田奈緒子, 岡村英希, 細谷亮馬, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第60回レオロジー討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ゾル-異方性ゲル境界近傍の高分子鎖のレオロジー2012

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 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(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 透析による配向ゲルの一次元成長ダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      六川 勇,富田 奈緒子,岡村 英希,細谷 亮馬,山本 隆夫,土橋 敏明
    • 学会等名
      第60回レオロジー討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Concentration Fluctuation of Solution to Membrane Fluctuation in Multi Lipid-bilayer Membrane System2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shimoda and T. Yamamoto
    • 学会等名
      The 4-th International Symposium on Slow Dynamics
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ゾル-異方性ゲル境界近傍の高分子鎖のレオロジー2012

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 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
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] サンドイッチ法によるDNA 水溶液の乾燥及び配向ダイナミクスの境界条件依存性2011

    • 著者名/発表者名
      外山裕美, 猪狩徹平, 槇靖幸, 土橋敏明, 山本隆夫
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館(群馬県)
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] カードラン水溶液の透析によるゲル化のダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      岡村英希, 六川勇, 滝澤晋平, 斉藤梨絵, 槇靖幸, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館(群馬県)
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] キトサン溶液のゲル形成のダイナミクスに対する境界条件の影響2011

    • 著者名/発表者名
      六川勇, 富田奈緒子, 山本隆夫, 土橋敏明
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館(群馬県)
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] DNA 水溶液の乾燥過程と配向過程におけるスケーリング2011

    • 著者名/発表者名
      猪狩徹平, 土橋敏明, 山本隆夫
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館(群馬県)
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ゾル-異方性ゲル界面における高分子鎖のレオロジー2011

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館(群馬県)
    • 年月日
      2011-10-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ゾル・異方性ゲル境界における高分子鎖のレオロジー2011

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA水溶液の乾燥過程と配向過程におけるスケーリング2011

    • 著者名/発表者名
      猪狩徹平、土橋敏明、山本隆夫
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] カードランゲル調製法による力学的性質の違い2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩行、野辺正紘、槇靖幸、山本隆夫、土橋敏明
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] キトサン溶液のゲル形成のダイナミクスに対する境界条件の影響2011

    • 著者名/発表者名
      六川 勇,富田 奈緒子,山本 隆夫,土橋 敏明
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] カードラン水溶液の透析によるゲル化のダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      岡村英希、六川勇、滝澤晋平、斉藤梨絵、槇靖幸、山本隆夫、土橋敏明
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] サンドイッチ法によるDNA水溶液の乾燥及び配向ダイナミクスの 境界条件依存性2011

    • 著者名/発表者名
      外山裕美、猪狩徹平、槇靖幸、土橋敏明、山本隆夫
    • 学会等名
      第59回レオロジー討論会
    • 発表場所
      桐生市市民会館
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡散律速型のゲル化とエネルギー律速型のゲル化のクロスオーバー

    • 著者名/発表者名
      岡村英希,佐野浩亮,富田奈緒子,槇 靖幸,山本隆夫,土橋敏明
    • 学会等名
      第61回レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 透析によって誘起されるゲル界面の移動とレオロジー

    • 著者名/発表者名
      富田奈緒子,六川 勇,岡村英希,槇 靖幸,山本隆夫,土橋敏明
    • 学会等名
      第61回レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 異方性ゲル形成と熱力学的不安定状態における高分子鎖のレオロジー

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 環境変化によって引き起こされる異方性ゲル形成ダイナミックス

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 透析によるゲル化のダイナミックス遷移

    • 著者名/発表者名
      山本隆夫,岡村英希,土橋敏明
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カラギーナンゲルと塩化カリウム水溶液の接触による配向のダイナミクス

    • 著者名/発表者名
      細谷亮馬、六川勇、土橋敏明、山本隆夫
    • 学会等名
      日本高分子学会第28回群馬・栃木地区後援会
    • 発表場所
      群馬大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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