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2019 年度 実績報告書

マイクロ空間動力としての自己運動系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04189
研究機関同志社大学

研究代表者

塩井 章久  同志社大学, 理工学部, 教授 (00154162)

研究分担者 山本 大吾  同志社大学, 理工学部, 准教授 (90631911)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードマイクロシステム / 自己運動系 / 非平衡非線形
研究実績の概要

「微小空間で作用する自己運動系」
触媒粒子運動については,昨年度までに見出された特徴的な集団運動挙動を理解するための数理モデルの基礎となるものを考案し多様な集団運動が発生する機構を理解するべく研究を進めている。分子集合体系については,分子集合体を動かす力の大きさを説明するために分子集合体を構成する分子膜がもつべき弾性率のオーダーが,熱エネルギーの高々10倍程度であることを光ピンセットを用いた実験で確認し,考えた運動機構が妥当であることを確かめた。直流電場による運動系では,多様な電極形状を作製するための手法を獲得した。
「自己運動系に化学感知性や光応答性などの生物的機能を与えるための研究」
触媒粒子マイクロモーターについては,光感受性の触媒であるチタニアを用いた光感受型の触媒粒子運動について基礎的な検討を行ったが,現段階では十分な光応答性運動は得られていない。イオン感知性の油水界面運動について,規則的な形状変化を示す油滴運動について成果を得た。この他に乱雑な力学的振動から秩序運動を得る系については,振動板上に置かれた粉体層の中のギアが一方向に回転するためにはギアの自重などによる粉体層へのギアの押し付け方によって,同じギアでも回転方向が逆転することを見出した。
これらの他に,最終年度として,これまでの成果を論文にまとめることを精力的に行った。pH感知性の両親媒性分子集合体の運動,イオン感知性の油滴運動,油水系の自発運動の非線形同期効果による協同運動,連続振動しない時計反応のパルスを利用した持続的な自律運動体の構築,直流電場下におけるコイル状粒子の特徴的なスピン運動について,それぞれ,学術論文として発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Synchronization of chemo-mechanical oscillators2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kasai, Daigo Yamamoto, Erika NAWA-OKITA, and Akihisa Shioi
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 88 ページ: 335

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/5.0006387

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A molecular assembly machine working under a quasi-steady state pH gradient2020

    • 著者名/発表者名
      Nawa-Okita, Erika; Nakao, Yuki; Yamamoto, Daigo; Shioi, Akihisa
    • 雑誌名

      The Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 ページ: 604-610

    • DOI

      https://doi.org/10.1246/bcsj.20190348

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Helical micromotor operating under stationary DC electrostatic field2019

    • 著者名/発表者名
      Daigo Yamamoto, Kento Kosugi, Kazuya Hiramatsu, Wenyu Zhang, Akihisa Shioi, Kaori Kamata, Tomokazu Iyoda, and Kenichi Yoshikawa
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 150 ページ: 014901

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5055830

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light-driven locomotion of centimeter-sized object on air-water interface: Effect of fluid resistance2019

    • 著者名/発表者名
      Hisato Kawashimaa, Akihisa Shioi, Richard J. Archerc, Stephen J. Ebbensc, Yoshinobu Nakamurade, Syuji Fujii
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 ページ: 8333-8339

    • DOI

      https://doi.org/10.1039/C9RA01417A

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Autonomous Movement System Induced by Synergy between pH Oscillation and a pH-Responsive Oil Droplet2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunao Okamoto, Yoko Sasaki, Erika Nawa-Okita, Daigo Yamamoto, and Akihisa Shioi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: 14266-14271

    • DOI

      https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b02072

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ionic Tuning of Droplet Motion on Water Surface2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Mikuchi, Hirofumi Yamashita, Daigo Yamamoto, Erika Nawa-Okita, Akihisa Shioi
    • 雑誌名

      Frontiers in Chemistry

      巻: 7 ページ: 788

    • DOI

      https://dx.doi.org/10.3389%2Ffchem.2019.00788

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cork-screw Motion of Micro Helical Particle in an Oil Phase under a DC Voltage2019

    • 著者名/発表者名
      Wenyu Zhang, Kento Kosugi, Daigo Yamamoto, Akihisa Shioi, Kaori Kamata, Tomokazu Iyoda, Kenichi Yoshikawa
    • 学会等名
      ISME-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of moving chemical systems with semblance of life2019

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Shioi
    • 学会等名
      Materials Challenges in Alternative and Renewable Energy 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interfacial motor powered by spontaneous flow at oil/water interface2019

    • 著者名/発表者名
      Yuri Kishi, Erika Nawa, Daigo Yamamoto, Akihisa Shioi
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress(APCChE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Acid/soap vesicle working under a quasi-steady state pH gradient2019

    • 著者名/発表者名
      Erika Nawa, Yuki Nakao, Daigo Yamamoto, Akihisa Shioi
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress(APCChE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Driving force of vesicle with autonomous motion under a quasi-steady state pH gradient2019

    • 著者名/発表者名
      Erika Nawa, Yuki Nakao, Daigo Yamamoto, Akihisa Shioi
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative evaluation of synchronization of oil droplet oscillation on water surface2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Nakano, Erika Nawa , Daigo Yamamoto, Akihisa Shioi
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchronization and entrainment of oil/water/oil droplet's oscillators in glass tubes2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kasai, Erika Nawa , Daigo Yamamoto, Akihisa Shioi
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of chemical systems with semblance of life2019

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Shioi
    • 学会等名
      The Active Matter Workshop 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 自己組織化した分子集合体の指向的運動によるエネルギー変換2019

    • 著者名/発表者名
      名和愛利香,中尾友紀,山本大吾,塩井章久
    • 学会等名
      粉体工学会2019年度 春期研究発表会
  • [学会発表] 油相中直流電場下での微粒子の周期的運動2019

    • 著者名/発表者名
      柿本一朗,神崎敬浩,小杉健斗,張文煜,名和愛利香,山本大吾,彌田智一,吉川研一,塩井章久
    • 学会等名
      第65回高分子研究発表会(神戸)65周年記念講演会
  • [学会発表] 水面上におけるフッ素油滴の動的自己組織化の創出2019

    • 著者名/発表者名
      宮地一輝,山下亮,名和愛利香,山本大吾,塩井章久,Marie Pierre Krafft
    • 学会等名
      日本油化学会第58回年会
  • [学会発表] 白金触媒粒子の自発的運動系における粒子形状の影響2019

    • 著者名/発表者名
      寺田 遼翔,名和愛利香,山本大吾,塩井章久
    • 学会等名
      第29回 非線形反応と協同現象研究会
  • [学会発表] フッ化炭素を利用したPt触媒粒子の自発運動2019

    • 著者名/発表者名
      上野優里香,名和 愛利香,山本 大吾,塩井 章久
    • 学会等名
      第29回 非線形反応と協同現象研究会

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公開日: 2021-01-27  

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