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2008 年度 実績報告書

創発化学の自己組織化的デザイン

計画研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 20111002
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

山口 智彦  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 客員研究員 (70358232)

キーワード化学物理 / 自己組織化 / ナノ材料 / パターン形成 / 階層形成 / 非平衡熱力学
研究概要

可逆3分子反応を記述するr-GSモデル(U+2V⇔3V : CREST (2002〜2007)で開発)を、本領域の研究目的に見合うように整備をすすめた。従来の非平衡系のシミュレーションでは、系の環境(外界)は変化しないという条件を課すのが一般的であったが、本研究は階層形成を主題とするところから、「系が存在することによる環境への影響」と、「環境を介した系自身へのフィードバック」が議論できる階層モデルの構築を先行させた。あわせて、パターン形成を非平衡熱力学的視点から定量的に議論するために、エシトロピー流およびシステム全体のエントロピー変化という熱力学的指標を新たに導入した。R-GSモデルに現れる、自己増殖系とチュ-リング構造形成系のパターン形成の2つについて、エントロピー生成を加えた3つの熱力学的指標の変化を計算した。自己増殖系では、パターンの発展とともに系のエントロピー生成は増加し、システム全体のエントロピーも増加した。これに対しチューリング構造形成系では、これらの熱力学的指標は全く逆の振る舞いを示した。これらのことから、系内のエントロピーを環境に捨てる場合でも、環境から系内にエントロピーが流入する場合でも、系内でパターン形成が起こる条件があることが示唆される。(2)外部摂動下におけるコロイド分散系の配列形成に関する実験については、測定・観測等の実験装置の整備を行った。(3)領域内連携に関しては、研究代表者訪問や班会議等を通じて役割の明確化を図るとともに、公募研究の準備を行った。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Self-organization of Multilayered Oil Droplet in Water2009

    • 著者名/発表者名
      K.Suzuki, R.A.Jahan, H.Mahara, H.Hashimoto, T.Iwatsubo, S.Nishimura, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 38

      ページ: 20-21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coexisting stable patterns in a reaction-diffusion system with reversible Gray-Scott dynamics2008

    • 著者名/発表者名
      H.Mahara, K.Suzuki, R.A.Jahan, T.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review E 78

      ページ: 066210-1-066210-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 創発による自己組織化的デザイン2009

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学(つくば)
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] ジャイアントベシクルの自己複製過程のダイナミクス (4) 油滴から形成するミエリンのpHおよびサイズ依存2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木航祐, 山口智彦
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会(2009)
    • 発表場所
      日本大学(船橋)
    • 年月日
      2009-03-28
  • [学会発表] The relation between thermodynamic indices and pattern formation2009

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mahara, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Conference for Nonlinear Sciences, SAPPORO WINTER SCHOOL
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2009-02-12
  • [学会発表] Pattern evolution on the surface of reactive oil droplets2009

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Conference for Nonlinear Sciences, SAPPORO WINTER SCHOOL
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2009-02-12
  • [学会発表] 非平衡系におけるエントロピー生成の記述についての考察2009

    • 著者名/発表者名
      真原仁, 山口智彦
    • 学会等名
      第18回「非線形現象と協同現象」研究会
    • 発表場所
      同志社大学(京田辺)
    • 年月日
      2009-01-10
  • [学会発表] 基板上に並べた油滴から形成するミエリンのサイズ依存性2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木航祐, 山口智彦
    • 学会等名
      第18回「非線形現象と協同現象」研究会
    • 発表場所
      同志社大学(京田辺)
    • 年月日
      2009-01-10
  • [学会発表] エントロピー生成及びエントロピー変化とパターン形成2008

    • 著者名/発表者名
      真原仁
    • 学会等名
      第43回現象数理セミナー
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2008-12-08

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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