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2010 年度 研究成果報告書

やわらかく小さなシステムの構造変化と非平衡ダイナミクス

計画研究

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研究領域非平衡ソフトマター物理学の創成に関する総括研究
研究課題/領域番号 18068005
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

佐野 雅己  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40150263)

研究分担者 村山 能宏  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60334249)
連携研究者 村山 能宏  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60334249)
原田 崇広  東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (80432152)
研究期間 (年度) 2006 – 2010
キーワード非平衡定常状態 / 光ピンセット / ソフトマター / 非平衡枯渇力 / マイクロレオロジー
研究概要

本研究では統計力学の重要課題である非線形応答や非平衡ゆらぎが、やわらかで小さなシステムであるソフトマターで特に顕著に表れることに着目し、非平衡ゆらぎと非線形動力学を機軸として非平衡ソフトマターを体系的に理解することを目指して研究を行った。その結果、以下の成果を得た。(1)単分子DNAの力学的非可逆応答と分子内摩擦の発見、(2)熱泳動によるDNA単分子の操作と伸張方法の開発、(3)タンパク質一分子のアンフォールディング過程における非線形応答の観測、(4)非平衡定常状態における新しい関係式の実験的検証に成功、(5)非平衡枯渇効果の発見とコロイド粒子の新しいマイクロマニピュレーション法の開発、(6)Directed Percolation転移と履歴現象におけるユニバーサリティーの初の実験検証、(7)液晶乱流状態に表れるランダム界面のゆらぎの普遍性の発見、(8)垂直加振されたサスペンジョン系における新規の界面不安定性の発見、(9)細胞運動における形態変化と並進運動の特徴付けと規則パターンの発見、(10)細胞運動における3次元力測定に成功、(11)変形を伴って運動する物体の運動論の構築、(12)光をエネルギーにして自己駆動するヤヌス粒子を実現しその原理を解明した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Manipulation of Colloids by a Nonequilibrium Depletion Force in a Temperature Gradient2009

    • 著者名/発表者名
      H.R.Jiang, H.Wada, N.Yoshinaga, M.Sano
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. Vol.102

      ページ: 208301-1-208301-4

  • [雑誌論文] Ordered Patterns of Cell Shape and Orientational Correlation during Spontaneous Cell Migration2008

    • 著者名/発表者名
      Y.T.Maeda, J.Inose, M.Y.Matsuo, S.Iwaya, M.Sano
    • 雑誌名

      PLoS ONE Vol.3

      ページ: e3734-1-e3734-14

  • [雑誌論文] Directed Percolation Criticality in Turbulent Liquid Crystals2007

    • 著者名/発表者名
      K.A.Takeuchi, M.Kuroda, H.Chate, M.Sano
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 99

      ページ: 234503

  • [雑誌論文] Experimental Test of a New Equality : Measuring Heat Dissipation in an Optically Driven Colloidal System2007

    • 著者名/発表者名
      S.Toyabe, H.R.Jiang, T.Nakamura, Y.Murayama, M.Sano
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E. Vol.75

      ページ: 011122-1-011122-4

  • [雑誌論文] Stretching Single Molecular DNA by Temperature Gradient2007

    • 著者名/発表者名
      H.-R.Jiang, M.Sano
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. Vol.91

      ページ: 154104-1-154104-4

  • [学会発表] Cell Locomotion : Experiments and Modeling2010

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sano
    • 学会等名
      International Workshop "Emerging Topics in Nonlinear Science"
    • 発表場所
      Goldrain, Italy.
    • 年月日
      20100912-20100918
  • [学会発表] Tunable Thermophoresis of Colloids using Nonequilbrium Depeletion Effect2010

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sano
    • 学会等名
      APCTP Workshop on Chemi-Thermo-EM Phoresis in Complex Fluids
    • 発表場所
      Pohang, Korea.
    • 年月日
      20100825-20100828
  • [学会発表] Out of Equilibrium Microsystems : Making Micro-swimmers and Wheels2009

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sano, Shoichi Toyabe, H.R.Jiang
    • 学会等名
      Self-organization and dynamics of active matters
    • 発表場所
      Paris, France.
    • 年月日
      20090125-20090130
  • [図書] 流体「流体系における自己組織化」(自己組織化ハンドブック第5章1節)2009

    • 著者名/発表者名
      佐野雅己
    • 総ページ数
      219-223
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://softmatter.jp/

  • [備考]

    • URL

      http://daisy.phys.s.u-tokyo.ac.jp/index_jp.htm

  • [産業財産権] 粒子の操作方法およびその装置2008

    • 発明者名
      佐野雅己, 江宏仁
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権番号
      特願,2008-212294
    • 出願年月日
      2008-08-20
  • [産業財産権] Optical Trapping, Manipulation, and Accumulation of Micro and Nano Scale Objects Using Thermal Gradient Induced Depletion Force2008

    • 発明者名
      Masaki Sano, Hong-ren Jiang
    • 権利者名
      The University of Tokyo
    • 産業財産権番号
      米国仮出願,US61/068,269
    • 出願年月日
      2008-03-05
    • 外国

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公開日: 2012-02-13   更新日: 2016-04-21  

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