非平衡系における界面張力の物理学

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18740231
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 千葉大学 (2008); 京都大学 (2006-2007)
• 研究代表者: 北畑 裕之 千葉大学, 大学院理学研究科, 講師 (20378532)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 界面張力 / 反応拡散系 / 非平衡開放系 / 自発運動 / Marangoni対流

研究概要

表面張力という概念は、身近な現象にも多く見られ、古くから研究されてきた。しかしながら、その研究対象はほとんどが時間変化しない系に対してのものであった。時間変化する系、すなわち非平衡系において表面張力をどのように理解すればよいかという問題は非常に重要である。そこで、本研究において、表面張力が時間変化し、かつ制御・観測が容易な実験系を構築した。また、その数理モデル化などを通して、非平衡系における表面張力の理解に迫り、流体方程式との組み合わせによってある程度は評価できることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] High-aspect-ratio gold nanorods synthesized in a surfactant gel phase (2009)
  • 著者名/発表者名: *Y. Takenaka and H. Kitahata
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 467 ページ: 327-330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homogenization of a phase-separated droplet in a polymer mixture caused by the dielectric effect of a laser (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Toyama, *K. Yoshikawa, and H. Kitahata
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 78 ページ: 060801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhythmic oscillation and dynamic instability of micrometer-sized phase- separation under continuous photon-flux by a focused laser (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sadakane, H. Kitahata, H. Seto and *K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 78 ページ: 046214
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Influence of a Gradient Static Magnetic Field on an Unstirred Belousov- Zhabotinsky Reaction (2008)
  • 著者名/発表者名: *H. Okano, H. Kitahata, D. Akai, and N. Tomita
  • 雑誌名: Bioelectromagnetics 29 ページ: 598-604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oscillation of a water surface in contact with a fixed camphor disk (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kitahata, K. Kawata, Y. Sumino, and *S. Nakata
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 457 ページ: 254-257
  • 査読あり
• [雑誌論文] T. Ichino, T. Asahi, H. Kitahata, N. Magome, K. Agladze, and *K. Yoshikawa (2008)
  • 著者名/発表者名: Micro-freight delivered by chemical waves
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 112 ページ: 3032-3035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale on-off switching of genetic activity mediated by the folding-unfolding transition in a giant DNA molecule: An hypothesis (2008)
  • 著者名/発表者名: *Y. Takenaka, H. Nagahara, H. Kitahata, and K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 77 ページ: 031905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastic bottle oscillator: Rhythmicity and mode bifurcation of fluid flow (2007)
  • 著者名/発表者名: M. I. Kohira, N. Magome, H. Kitahata, and *K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Am. J. Phys. 75 ページ: 893-895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristic Features in the Collision of Chemical Waves Depending on the Aspect Ratio of a Rectangular Field (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Matsushita, *S. Nakata, and H. Kitahata
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 111 ページ: 5833-5838
  • 査読あり
• [雑誌論文] Survival versus collapse: Abrupt drop of excitability kills the traveling pulse, while gradual change results in adaptation (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, H. Nagahara, H. Kitahata, V. Krinsky, K. Agladze, and *K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 76 ページ: 016205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blebbing dynamics in an oil-water- surfactant system through the generation and destruction of a gel-like structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sumino, H. Kitahata, H. Seto, and *K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 76 ページ: 055201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous motion of a droplet coupled with a chemical reaction (2006)
  • 著者名/発表者名: *H. Kitahata
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys. Suppl. 161 ページ: 220-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in the Mode of Spontaneous Motion of an Alcohol Droplet Caused by a Temperature Change (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nagai, Y. Sumino, H. Kitahata, and *K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys. Suppl. 161 ページ: 286-289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactive Propagation of Photosensitive Chemical Waves on Two Circular Routes (2006)
  • 著者名/発表者名: *S. Nakata, S. Morishima, and H. Kitahata
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 110 ページ: 3633-3637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Reaction-Inspired Crystal Growth of a Coordination Polymer toward Morphology Design and Control (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Masaoka, D. Tanaka, H. Kitahata, S. Araki, R. Matsuda, K. Yoshikawa, K. Kato, M. Takata, and *S. Kitagawa
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 128 ページ: 15799-15808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coexistence of Wave Propagation and Oscillation in the Photosensitive Belousov- Zhabotinsky Reaction on a Circular Route (2006)
  • 著者名/発表者名: *S. Nakata, S. Morishima, T. Ichino, and H. Kitahata
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 110 ページ: 13475-13478
  • 査読あり
• [学会発表] 非平衡系における界面張力変化とMarangoni対流 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 20090327-30
• [学会発表] レーザー場上での高分子混合溶液系の相分離ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 第17回「非線形反応と協同現象」研究会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2009-01-10
• [学会発表] ロウソクの燃焼における自律振動と同期現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス
  • 年月日: 20080920-23
• [学会発表] Oscillation and synchronization in the combustion of candles (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kitahata
  • 学会等名: Dynamics Days Asia Pacific 5
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 20080909-12
• [学会発表] 化学波により誘起されるMarangoni対流とその制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 第61回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 九州大学六本松キャンパス
  • 年月日: 20080907-09
• [学会発表] 水-樟脳系における界面振動現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之,川田紘平,住野豊,中田聡
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス
  • 年月日: 20080326-30
• [学会発表] 非平衡系における界面振動現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之,川田紘平,住野豊,中田聡
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス
  • 年月日: 20080322-26
• [学会発表] パターン形成における環境変化や境界条件の影響:BZ反応を用いて (2008)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 第17回「非線形反応と協同現象」研究会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス
  • 年月日: 2008-01-12
• [学会発表] 反応拡散系と対流の結合によるパターン形成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス
  • 年月日: 20070921-24
• [学会発表] Pattern Formation in Reaction-Diffusion- Convection Systems (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kitahata
  • 学会等名: Summer School "Morphogenesis through the interplay of nonlinear chemical instabilities and elastic active media"
  • 発表場所: Institut d'Etudes Scientifiques de Cargese, Cargese, France
  • 年月日: 20070702-14
• [学会発表] BZ反応微小液滴の自発的運動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 20070325-28
• [学会発表] BZ反応液滴の自発運動の機構と制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20070318-21
• [学会発表] 水・樟脳系における界面の振動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之,川田紘平,中田聡
  • 学会等名: 第16回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 2007-01-13
• [学会発表] Spontaneous motion coupled with reaction- diffusion system (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Kitahata, Y. Sumino, K. Nagai, and K. Yoshikawa
  • 学会等名: International Workshop on Synchronization: Phenomena and Analyses 2006
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 20061003-06
• [学会発表] 非平衡系における表面変形のダイナミクス (2006)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之
  • 学会等名: 日本物理学会2006年秋季大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20060927-30
• [学会発表] 水-樟脳系における界面振動現象 (2006)
  • 著者名/発表者名: 北畑裕之,中田聡
  • 学会等名: 第59回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20060913-15
• [学会発表] Spontaneous motion of a droplet driven by chemical potential or photon flux (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Kitahata and K. Yoshikawa
  • 学会等名: 4th International Symposium "Engineering of Chemical Complexity"
  • 発表場所: Fritz-Haber-Institut, Max- Planck-Gesellschaft, Berlin, Germany
  • 年月日: 20060607-09