温度勾配下におけるソフトマターのパターン形成

• 研究課題/領域番号: 26707023
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 栗田 玲 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (20579908)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円); 2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2014年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
• キーワード: Temperature gradient / soft matter / nonequilibrium / ソフトマター / 温度勾配 / パターン形成 / 濃度勾配

研究成果の概要

自然界においても多くのパターンが観察されているが、そのほとんどは温度や濃度が不均一な条件下で形成されている。しかし、これまでの研究は空間的に均一な系でほとんど行われており、その中で発見されたパターン形成は特殊な場合であり、ごく一部であると考えられる。今回，温度勾配下におけるソフトマターのパターン形成ダイナミクスの実験的に調べ、不均一系におけるパターン形成のメカニズム解明や均一系では現れない新規のパターンを発見することを目的として研究を行った．その結果，ゼラチンの対流において異常対流が見られた，温度勾配下における膜の特異的挙動を見つけることに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Thermal convection in a thermosensitive viscous fluid with inhomogeneous cooling (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuya U. Kobayashi, Noriko Oikawa and Rei Kurita
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 86 号: 4 ページ: 043402-043402
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.043402
  • NAID: 210000134322
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Close relationship between a dry-wet transition and a bubble rearrangement in two-dimensional foam (2016)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Furuta, Noriko Oikawa and Rei Kurita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 37506-37506
  • DOI: 10.1038/srep37506
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Kazuya U. Kobayashi, Noriko Oikawa and Rei Kurita (2016)
  • 著者名/発表者名: Common dynamical features for thermal convection in Golden Syrup and a gelatin solution
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 85 号: 10 ページ: 104402-104402
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.104402
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-way diffusion of ionic liquids in a mixing process with water (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriko Oikawa and Rei Kurita
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 85 号: 9 ページ: 093001-093001
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.093001
  • NAID: 210000134064
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A new mechanism for dendritic pattern formation in dense systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriko Oikawa and Rei Kurita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 28960-28960
  • DOI: 10.1038/srep28960
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mobility enhancement of red blood cells with biopolymers (2016)
  • 著者名/発表者名: Daiki Tahara, Noriko Oikawa, Rei Kurita
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 85 号: 3 ページ: 033801-033801
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.033801
  • NAID: 40020761346
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selective Formation of Zigzag Edges in Graphene Cracks (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Fujihara, R. Inoue, R. Kurita, T. Taniuchi, Y. Motoyui, S. Shin, F. Komori, Y. Maniwa, H. Shinohara, Y. Miyata
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 9 号: 9 ページ: 9027-9033
  • DOI: 10.1021/acsnano.5b03079
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental study of the relationship between local particle-size distributions and local ordering in random close packing (2015)
  • 著者名/発表者名: Rei Kurita
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 92, 号: 6 ページ: 062305-062305
  • DOI: 10.1103/physreve.92.062305
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamical transition of heat transport in a physical gel near the sol-gel transition (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuya U. Kobayashi, Noriko Oikawa and Rei Kurita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 18667-18667
  • DOI: 10.1038/srep18667
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 擬2次元泡沫における液体分率の測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 栗田玲
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学、大阪
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Dynamical transition of thermal convection in a physical gel near the sol-gel transitio (2016)
  • 著者名/発表者名: K.U.Kobayashi, N. Oikawa, R.Kurita
  • 学会等名: 4th International Soft Matter Conference
  • 発表場所: グルノーブル、フランス
  • 年月日: 2016-09-12
  • 国際学会
• [学会発表] Mixing dynamics of ionic liquids/water sys (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Oikawa, R.Kurita
  • 学会等名: 4th International Soft Matter Conference
  • 発表場所: グルノーブル、フランス
  • 年月日: 2016-09-12
  • 国際学会
• [学会発表] 高密度分散系における放射状パターン形 (2016)
  • 著者名/発表者名: 栗田玲、及川典子
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 親水性・疎水性イオン液体の水への溶解過程と界面ダイナミク (2016)
  • 著者名/発表者名: 及川典子、栗田玲
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] くさび型における物理ゲルの対流ダイナミクス (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林 和也, 及川 典子, 栗田 玲
  • 学会等名: 第5回 ソフトマター研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] 二成分混合系の溶解過程に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 花田 康高, 栗田 玲
  • 学会等名: 第5回 ソフトマター研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] 泡沫における崩壊過程 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古田 祐二郎, 及川 典子, 栗田 玲
  • 学会等名: 第5回 ソフトマター研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] 高分子ブレンド結晶の不均一核からの成長ダイナミクス (2015)
  • 著者名/発表者名: 関口 俊一, 及川 典子, 栗田 玲
  • 学会等名: 第5回 ソフトマター研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] A new type of mixing dynamics between ionic liquids and water (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Oikawa, R. Kurita
  • 学会等名: Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Dynamics of flow and temperature field in thermal convection of physical gels (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, N. Oikawa, R. Kurita
  • 学会等名: Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Topological transition of nonionic surfactant bilayer under temperature gradient (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsui, N. Oikawa, R. Kurita
  • 学会等名: Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Modulations of twist lamella periods in a heterogeneous nucleation of polymer crystals (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Sekiguchi, N. Oikawa, R. Kurita
  • 学会等名: Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Dynamics of the network pattern formation in Dictyostelium discoideum cells (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Oikawa, R. Kurita
  • 学会等名: Liquids 2014 9th Liquid Matter Conference
  • 発表場所: リスボン(ポルトガル)
  • 年月日: 2014-07-21 – 2014-07-25