| 研究課題/領域番号 |
17K05605
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
義永 那津人 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (90548835)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | アクティブマター / ソフトマター / 生物物理 / 流体力学 / 非線形ダイナミックス / 非平衡物理 / 細胞運動 / 相転移 |
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| 研究成果の概要 |
アクティブソフトマテリアルは、自発的に運動する粒子の運動メカニズムや集団運動について研究する分野である。内部に持ったエネルギーを周囲の環境に散逸し、非平衡状態を保ちながら協同的な振る舞いを示す。細胞運動は典型的な例である。アクティブマターのモデルはいくつか提案されているが、流体相互作用が関わる場合、粒子間の相互作用を計算し、集団運動を解析することは困難であった。本研究では、自己駆動粒子間の実効的相互作用を計算し、アクティブマターの集団の流体的な振る舞いを明らかにした。また、細胞運動のモデルを解析して、アクティブストレスの分布の不均一性と自己駆動との関係を明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
アクティブソフトマテリアル
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アクティブマターは、平衡状態のような自由エネルギーが一般的には存在しないため、その集団の振る舞いを直感的に予想することは困難である。本研究では、実効的な相互作用を計算することで、配向相互作用の有無を解析することができる。また、双極子的なアクティブストレスの不均一性から生じる四重極子的な力の場によって自己駆動が起きることから、どのような分布が自己駆動に重要な役割を果たすのかを明らかにした。最近は、自己駆動粒子を化学反応を用いて実現することが可能になってきており、目的の場所に粒子を輸送するなどのスマート材料の基礎付けとして意義があると考えている。
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