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2010 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, ナノシステム研究部門, 副研究部門長 (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 / ゆらぎ / 階層形成
研究概要

(1)昨年度に引き続き、系自身の働きかけにより外部環境が揺らぎ、かつ系自身にもその影響がフィードバックされるような、入れ子になった一次元反応拡散系について検討を進めた。3つの定常点をもつ反応拡散系では、系が安定定常点から不安定定常点に遷移しても、しばらくの間は不安定定常点が見かけ上安定に見えるという現象がしばしば観測される。この系の空間非一様性について分散をもとに解析を進めたところ、定常点が安定の時には分散は小さくなるが、不安定になると次第に大きくなり、いわゆる定常点の安定性に従っていることが確認された。この見掛けの安定性は、コヒーレンス・レゾナンスによる過渡的な創発現象である可能性が示唆された。なお、ゆらぎがさらに発達すると系はカオス的なパターンを示すようになるが、これは決定論的なゆらぎがカオスを誘起する興味深い創発現象である。
(2)フラーレン微結晶によるラセン構造の創発について実験的検討を行った。当初発見されたラセン構造のサイズは数十ミクロンであったが、マイクロニードルなどを基板上に静置することにより、フラーレン微結晶の巨大ラセン配列(~mm)の形成過程の直接観察に成功した。脱ぬれに伴い移動する三相線がメニスカス領域にはいると回転モードが発生し、脱ぬれがラセン状に進行した。基板に形成されたラセン構造はフラーレンの微結晶からなる対数ラセンで、動径方向に対し等比級数的な脱ぬれが生じていることを示している。この現象がメニスカス領域で起こることを踏まえ、等比級数的な脱ぬれパターンを形成するシンプルな数理モデルを構築した。
(3)領域全体との連携として、実験研究者のラボ訪問や合同セミナーなどを行い、球状錯体の形成過程や分子デバイス機能とゆらぎとの相関についての議論をすすめた。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (27件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] さまざまな自己組織化とその工学的応用2011

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 62 ページ: 74-79

  • [雑誌論文] Calculation of Entropy Balance Equation in a Non-equilibrium Reaction-Diffusion system2010

    • 著者名/発表者名
      H. Mahara and T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Entropy

      巻: 12 ページ: 2436-2449

    • DOI

      DOI: 10.3390/e12122436

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous roughening of curvature-driven growth with a variable interface window2010

    • 著者名/発表者名
      Yong-Jun Chen, Yuko Nagamine, Tomohiko Yamaguchi, Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 82 ページ: 021604(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 表面界面における時空間反応ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 雑誌名

      電気化学会誌

      巻: 78 ページ: 764-768

  • [雑誌論文] 3分子反応系の数理モデル:その背景と意義2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1680 ページ: 62-67

  • [雑誌論文] パターン形成の熱力学的指標による評価2010

    • 著者名/発表者名
      真原仁、山口智彦
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1680 ページ: 80-90

  • [雑誌論文] ナノボットをつくろう2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 30(12) ページ: 8-13

  • [学会発表] 脱ぬれ速度によるフラーレン微結晶の配列制御2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木航祐、陳永軍、真原仁、山口智彦
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学(震災中止)
    • 年月日
      20110300
  • [学会発表] 溶媒の蒸発過程に伴って形成されるマクロパターンの析出2011

    • 著者名/発表者名
      陳永軍、鈴木航祐、真原仁、山口智彦
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学(震災中止)
    • 年月日
      2011-03-29
  • [学会発表] Dynamics and entropy balance of a nested system2011

    • 著者名/発表者名
      H.Mahara, T.Yamaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics II
    • 発表場所
      AIST, Tsukuba(Poster)
    • 年月日
      2011-02-25
  • [学会発表] Single Process for Spiral Alignment of Fullerene Microcrystal2011

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Yong-Jun Chen, Hitoshi Mahara, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics II
    • 発表場所
      AIST, Tsukuba(Poster)
    • 年月日
      2011-02-25
  • [学会発表] Macroscopic Precipitation Patterns from Drying of a Meniscus of an Evaporating Solution2011

    • 著者名/発表者名
      Yong-Jun Chen, Kosuke Suzuki, Hitoshi Mahara, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics II
    • 発表場所
      AIST, Tsukuba(Poster)
    • 年月日
      2011-02-25
  • [学会発表] Noise Induced locomotion on one dimensional oscillatory module train2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuganezawa, H.Mahara, T.Yamaguchi, T.Yamamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics II
    • 発表場所
      AIST, Tsukuba(Poster)
    • 年月日
      2011-02-25
  • [学会発表] 生命と物質と数学と2011

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 学会等名
      さきがけ領域会議(数学:西浦領域)
    • 発表場所
      ガーデンパレス(東京)(依頼講演)
    • 年月日
      2011-02-17
  • [学会発表] 階層創発の自己組織化的デザイン2011

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 学会等名
      分子システムの創発化学第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      建築会館(東京)(依頼講演)
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] 入れ子構造を持った系における熱力学量の計算(第二法則の検討)2011

    • 著者名/発表者名
      真原仁、山口智彦
    • 学会等名
      分子システムの創発化学第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      建築会館(東京)(ポスター)
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] 脱ぬれ散逸界面によるフラーレン対数らせん配列の創発2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木航祐、山口智彦
    • 学会等名
      分子システムの創発化学第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      建築会館(東京)(ポスター)
    • 年月日
      2011-02-04
  • [学会発表] 入れ子構造を持つシステムによる熱力学第二法則の検討2011

    • 著者名/発表者名
      真原仁、山口智彦
    • 学会等名
      第20回「非線形反応と協同現象」研究会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2011-01-08
  • [学会発表] Reversible Gray-Scott model as a tool of thermodynamic investigation in Non-Equilibrium Chemical Systems2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, H.Mahara
    • 学会等名
      International workshop on Far-From Equilibrium Dynamics
    • 発表場所
      京都大学(Invited)
    • 年月日
      2011-01-07
  • [学会発表] Patterning of fullerene microcrystals via dewetting process on a solid substrate2010

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2010)
    • 発表場所
      Convention Center、Hawaii(Poster)
    • 年月日
      2010-12-18
  • [学会発表] Periodical Self-Assembly of C60 Microcrystals via Dewetting Process2010

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Workshop on Complex Chemical Kinetics at Electrified Interfaces : Catalysis and Energy Conversion/Storage
    • 発表場所
      Ertl Center, GIST, Korea(invited)
    • 年月日
      2010-12-08
  • [学会発表] Entropic Viewpoint for Emergence in Chemical Systems2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, H.Mahara
    • 学会等名
      9^<th> iCeMS Symposium
    • 発表場所
      京都大学(Invited)
    • 年月日
      2010-12-03
  • [学会発表] A spiral microcrystals emerged via dewetting processes on a solid substrate2010

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science
    • 発表場所
      Tokyo Bay Makuhari Hall, Japan(Poster)
    • 年月日
      2010-09-20
  • [学会発表] Perturbation mechanism of surfactant aggregates to the pattern dynamics of Belousov-Zhabotinsky reaction2010

    • 著者名/発表者名
      Rumana A.Jahan, Kosuke Suzuki, Tomohiko Yamaguch
    • 学会等名
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2010)
    • 発表場所
      Convention Center, Hawaii(Poster)
    • 年月日
      2010-09-18
  • [学会発表] 一次元振動モジュールの推進速度におけるノイズ強度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦、真原仁、山本哲也、津金沢裕一
    • 学会等名
      応用数理学会年会
    • 発表場所
      明治大学(ポスター)
    • 年月日
      2010-09-07
  • [学会発表] オレイン酸の反応に伴って生長するミエリン2010

    • 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4回関東支部大会
    • 発表場所
      筑波大学(ポスター)
    • 年月日
      2010-08-31
  • [学会発表] Single Process for Spiral Alignment of Fullerene Microcrystals2010

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Suzuki, Tomohiko Yamaguchi
    • 学会等名
      KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 発表場所
      Kitakyusyu International Conference Center, Japan(Poster)
    • 年月日
      2010-08-24
  • [学会発表] C_<60>微結晶からなる対数ラセンの創発2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 学会等名
      分子システムの創発化学第二回全体会議
    • 発表場所
      富士ビューホテル(河口湖)(依頼講演)
    • 年月日
      2010-08-20
  • [学会発表] 生物から学ぶもの:バイオミメティクスの新しい動き2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 学会等名
      HMCセミナー
    • 発表場所
      金沢大学(依頼講演)
    • 年月日
      2010-08-11
  • [学会発表] Macroscopic and microscopic viewpoints of entropy balance in a reaction diffusion system2010

    • 著者名/発表者名
      H.Mahara, T.Yamaguchi
    • 学会等名
      21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center(Poster)
    • 年月日
      2010-08-05
  • [学会発表] 自己組織化の方法:基礎2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦
    • 学会等名
      応用電子物性分科会研究例会
    • 発表場所
      首都大学東京 サテライトキャンパス(秋葉原)(依頼講演)
    • 年月日
      2010-07-26
  • [学会発表] Non-equilibrium thermodynamics of the hierarchical system2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yamaguchi, H.Mahara
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Oscillation and Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 発表場所
      Il Ciocco Hotel and Resort, Lucca, Italy(Poster)
    • 年月日
      2010-07-05
  • [学会発表] Anomalous roughening of curvature-driven growth with a variable interface window2010

    • 著者名/発表者名
      Yong-Jun Chen, Yuko Nagamine, Tomohiko Yamaguchi, Kenichi Yoshikawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Oscillation and Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 発表場所
      Il Ciocco Hotel and Resort, Lucca, Italy(Poster)
    • 年月日
      2010-07-05
  • [学会発表] 非平衡反応拡散系におけるエントロピーバランスの計算2010

    • 著者名/発表者名
      真原仁
    • 学会等名
      ワークショップ「創発現象の世界2」
    • 発表場所
      九州大学(依頼講演)
    • 年月日
      2010-06-11
  • [図書] 現代界面コロイド科学の事典2010

    • 著者名/発表者名
      山口智彦(分担執筆)
    • 総ページ数
      292(2)
    • 出版者
      丸善

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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