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2012 年度 実施状況報告書

マルチピラー表面の濡れにおけるエネルギー障壁の理論的考察とその実験的評価

研究課題

研究課題/領域番号 23540473
研究機関旭川医科大学

研究代表者

眞山 博幸  旭川医科大学, 医学部, 准教授 (70360948)

キーワード濡れ現象 / 表面エネルギー / 自由エネルギー
研究概要

平成24年度では以下の成果を得た。(1)前年度で得られた研究成果を論文として発表した。具体的には、以下の内容である:平面の端にあるエッジで液滴の濡れ広がりが抑制される効果(ピン止め効果)について実験的研究を行い、大きな成果が得られた。具体的には3本のピラー(直径2ミリ)を正三角形状(間隔0.5ミリ)に配列した中央に寒天溶液を静かに滴下し、ゲル化したのちに窪みにはまったゲルの形状を評価した。その結果、窪みの形状が球面であることを確認した。さらに窪みの角度が理論的な考察から得られた式によく合うことも見出した。これにより、ピン止め効果が保持される条件とピン止め効果を乗り越えるためのエネルギー障壁の大きさの定量的な議論が可能となる。一部の成果はまだ論文化していないため、現在、投稿に向けて準備中である。(2)この内容と関連して、1個の孔の上に液滴を配置した際、液滴が孔の中に侵入する際の液滴の自由エネルギー変化について考察した。その際、孔の大きさを基準にして液滴の体積を替えて自由エネルギーの計算を行なった。この内容は日本物理学会2012年秋季大会で発表した。(3)マルチピラー表面の濡れに関連して海洋生物の泡の付着エネルギーについて実験結果を説明する理論的考察を行った。現在、論文を投稿中である。
平成24年度では論文7報(受理含む)、国内学会での成果発表9件(招待講演2件含む)、国際学会での成果発表4件の成果を得た。

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

(1)これまでの研究成果により、マルチピラー表面に液体が浸透する際の条件、および浸透の際に乗り越えなくてはならないエネルギー障壁の大きさについて、実験的なアプローチの方法と理論的な取り扱いを一通り確立することができた。(2)現象の理解については8~9割程度の到達度である。(3)しかしながら、論文化の作業や学会発表が研究の進行にやや追いついていない状況である。以上の点を考慮すると、これまでの研究の到達度は6~7割程度であると考えている。おおむね順調である。

今後の研究の推進方策

(1)これまでに得られている実験結果と理論的考察についての論文化の作業と学会での成果発表を行う。(2)さらには生物学的な立場からみたマルチピラー表面の濡れについて研究成果をまとめる。すでに昆虫を専門とする分類学者と共同研究を行っており、研究成果が得られている。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Growth of Ring Shaped Microtuble Assemblies through Stepwise Active Self-Organization2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Arif Md. R. Kabir, Hiroyuki Mayama, Jian Ping Gong, Kazuki Sada and Akira Kakugo
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 9(29) ページ: 7061-7068

  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Fractal Elastomer Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Nonomura, E. Seino, S. Abe, H. Mayama
    • 雑誌名

      The Journal of Oleo Science

      巻: accepted ページ: in pressa

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wetting Dynamics of Oil0in-Water Emulsions on Agar Gel Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      Taro Oyama, Hiroyuki Mayama and Yoshimune Nonomura
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: accepted ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced formation of superhydrophobic surface on which contact angle of a water droplet exceeds 170 deg by reversible topographical changes on a diarylethene microcrystalline surface2012

    • 著者名/発表者名
      N. Nishikawa, H. Kiyohara, S. Sakiyama, S. Yamazoe, H. Mayama, T. Tsujioka, Y. Kojima, S. Yokojima, S. Nakamura, K. Uchida
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 28(51) ページ: 17817-17824

  • [雑誌論文] Formation of ring-shaped assembly of microtubes with a narrow size distribution at an air-buffer interface2012

    • 著者名/発表者名
      Arif Md. Kabir, S. Wada, D. Inoue, Y. Tamura, T. Kajihara, H. Mayama, K. Sada, A. Kakugo, J. P. Gong
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 8(42) ページ: 10863-10867

  • [雑誌論文] Direct Geometric Observation of an Agar Gel Droplet on a Multipillar Surface2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, H. Mayama, Y. Nonomura
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 41 ページ: 960-961

    • DOI

      10.1246/cl.2012.960

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Edible liquid marbles and capsules covered with liquid crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawamura, H. Mayama, Y. Nonomura
    • 雑誌名

      The Journal of Oleo Science

      巻: 61 ページ: 477-482

    • 査読あり
  • [学会発表] 自由落下による液滴の細孔への浸透ダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      田中倫哉, 眞山博幸, 野々村美宗
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      20130326-29
  • [学会発表] レーザー照射による非平衡場を利用したcmサイズ物体の運動制御2013

    • 著者名/発表者名
      梅本和敏,大島健太郎,渡邊俊一,眞山博幸,吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] 触覚による水認知プロセスのトライポロジー2013

    • 著者名/発表者名
      齋藤里奈, 鈴木誠, 眞山博幸, 前野隆司, 野々村美宗
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      20130322-25
  • [学会発表] ジアリールエテン微結晶表面の光誘起表面形状変化-水滴の接触角が170度を超える超撥水性表面の生成-2013

    • 著者名/発表者名
      内田欣吾、崎山慎吾、西川直樹、山添誠司、小島優子、山岡強、眞山博幸、横島智、中村振一郎
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      20130322-20130325
  • [学会発表] 多孔質体のフラクタル次元:SEM断面像と小角散乱におけるフラクタル次元解析とその比較2013

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸
    • 学会等名
      第7回ソフトマター中性子散乱研究会-散乱と顕微鏡(難解な散乱を実空間イメージへ)-
    • 発表場所
      研究社英語センター大会議室(〒162-0825 東京都新宿区神楽坂1-2)
    • 年月日
      20130228-20130228
    • 招待講演
  • [学会発表] 濡れ現象の熱力学的考察2013

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸
    • 学会等名
      第二回 ”次世代の物質科学・ナノサイエンスを探る”シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学百年記念館
    • 年月日
      20130111-20130111
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザーによる非平衡場形成を利用したcmサイズ物体の輸送2012

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸,岩城貴史,馬籠信之,市川正敏,吉川研一
    • 学会等名
      日本物理学会2012秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 単一孔が開いた基板の濡れの熱力学的状態2012

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸,田中倫哉,野々村美宗
    • 学会等名
      日本物理学会2012秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] フラクタルエラストマー表面の塗れと摩擦2012

    • 著者名/発表者名
      野々村美宗,情野恵莉,阿部沙耶,眞山博幸
    • 学会等名
      日本物理学会2012秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Wetting dynamics on a model small intestine surface2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Mayama, Shigeki Chida, Tomoya Tanaka, Yoshimune Nonomura
    • 学会等名
      Faraday Discussion 158
    • 発表場所
      Hof Van Wageningen, Netherlands
    • 年月日
      20120702-20120704
  • [学会発表] Wetting of rough surface: thermodynamics and spreading dynamics2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Mayama, Shigeki Chida, Eri Seino, Tomoya Tanaka, Yoshimune Nonomura
    • 学会等名
      IASIS2012
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20120513-20120518
  • [学会発表] Anomalous spreading induced by Marangoni flow2012

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Chida, Eri Seino, Hiroyuki Mayama, Yoshimune Nonomura
    • 学会等名
      IASIS2012
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20120513-20120518
  • [学会発表] Edible hydrophobic liquid marbles covered with lipid crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kawamura, Hiroyuki Mayama, Yoshimune Nonomura
    • 学会等名
      IASIS2012
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20120513-20120518
  • [備考] 旭川医科大学・化学教室 眞山博幸

    • URL

      http://www.asahikawa-med.ac.jp/dept/ge/chemical/staff_mayama.html

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公開日: 2014-07-24  

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