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2014 年度 実績報告書

自己駆動粒子を用いた時空間発展現象

研究課題

研究課題/領域番号 13J02138
研究機関広島大学

研究代表者

松田 唯  広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードMarangoni flow
研究実績の概要

BQ/HQ系の電気化学的可逆性を利用して、運動様相を電気化学的に制御する系を構築した。具体的には直線状の水路へ注いだHQ水溶液を水相とし、BQ円板を自律運動素子とした。対電極を水相中に入れて電圧制御することで電圧印加しない場合は連続運動、電圧印加によりBQ→HQが進行する場合は運動速度が抑制され、逆にHQ→BQが進行する場合では持続的な運動様相が発現した。また、周期的にパルス電圧を付加した場合、抑制と促進がパルスに応答して交互に発現する系が得られた。
水面上で特徴的なパターンを示す複数の樟脳粒子について、これまで重要なファクターとして提唱してきた表面の流れ「表面流」に加えて、「横毛管力」に着目し新規なメカニズムを提唱した。現在論文作成中である。
また、速度が水深依存性を示す樟脳素子についても論文投稿中(major revision)である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

電極反応を用いた自律運動システムとして、BQ/HQ系の電気化学的可逆性を利用して、運動様相を電気化学的に制御する系を構築した。HQ水溶液を水相とし、対電極、白金版を水相中に入れて自律運動素子であるBQ円板の自律運動を電圧制御した。パルス的な電圧印加により運動の抑制、促進を含んだシステムを構築できた。現在論文作成中である。
水面上で特徴的なパターンを示す複数の樟脳粒子について、基本的なデータはとり終えたが、メカニズムに対してのアプローチが不十分であるため、共同研究者と議論を行い論文としてまとめる予定である。

今後の研究の推進方策

速度が水深依存性を示す樟脳素子について投稿中の論文を完成させ、水面上で特徴的なパターンを示す複数の樟脳粒子についてもメカニズムを提唱し、論文投稿を行う。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Transient reciprocating motion of a self-propelled object controlled by a molecular layer of a N-Stearoyl-p-nitroaniline: Dependence on the temperature of an aqueous phase2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakata, T. Ueda, T. Miyaji, Y. Matsuda, Y. Katsumoto, H. Kitahata, T. Shimoaka, T. Hasegawa
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 118 ページ: 14888-14893

    • DOI

      10.1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mode switching of a self-propelled camphor disk sensitive to the photoisomerization of a molecular layer on water2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakata, T. Miyaji, Y. Matsuda, M. Yoshii, M. Abe
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 30 ページ: 7353-7357

    • DOI

      10.1021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-propelled motor driven by a glucose engine,Chemistry Letters2014

    • 著者名/発表者名
      3.Y. Matsuda, M. Yoshii, N. J. Suematsu, S. Izumi, S. Nakata
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 453-455

    • 査読あり
  • [学会発表] 複数の樟脳粒子の動的パターン形成2015

    • 著者名/発表者名
      松田唯, 末松J.信彦, 北畑裕之, 井倉弓彦, 西森拓, 中田聡
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス(千葉)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] Self-propelled system depends on the structureof Marangoni flow and the shape of water chamber2014

    • 著者名/発表者名
      松田唯, 中田聡
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 電圧印加による自律運動モードの制御2014

    • 著者名/発表者名
      松田唯, 中田聡
    • 学会等名
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂校舎(東京)
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [学会発表] Acceleration or deceleration of the self-motion by the Marangoni effect2014

    • 著者名/発表者名
      Yui Matsuda, Nobuhiko J. Suematsu, Hiroyuki Kitahata, Yumihiko S. Ikura, Satoshi Nakata
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences (Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems)
    • 発表場所
      Melia Golf Vichy Catalan Business and Convention Center Girona (Spain)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
  • [学会発表] Acceleration or deceleration of the self-motion by the Marangoni effect2014

    • 著者名/発表者名
      Yui Matsuda, Nobuhiko J. Suematsu, Hiroyuki Kitahata, Yumihiko S. Ikura, Satoshi Nakata
    • 学会等名
      Gordon Research Seminar (Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems)
    • 発表場所
      Melia Golf Vichy Catalan Business and Convention Center Girona (Spain)
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-13
  • [学会発表] 化学反応を用いた自律運動制御2014

    • 著者名/発表者名
      松田唯
    • 学会等名
      第8回自己組織化討論会
    • 発表場所
      晴海グランドホテル(東京)
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-06-30

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公開日: 2016-06-01  

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