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2015 年度 実績報告書

印象派の精神に基づく濡れ現象の研究の展開

研究課題

研究課題/領域番号 24244066
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

奥村 剛  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80271500)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワードソフトマター物理学 / 濡れ現象 / 粉粒体
研究実績の概要

印象派の精神とは、ソフトマターの先駆的研究によりノーベル物理学賞を受賞した故de Gennes教授が、理論研究者を印象派画家にたとえた言葉で、枝葉末節に目をつぶりシンプルな物理的本質をえぐりだす精神である。本研究代表者は、この精神で研究を行い、理論・実験・シミュレーションの研究を複合して濡れ・表面張力現象や物質強度について研究し、シンプルで本質的理解をもたらしてきている。本研究では、一連の濡れの研究をさらに発展させ、粉粒体等へも研究を展開し、工学や企業の開発現場等で指導原理となり得るシンプルで本質を突いた理解と法則を明確に示すことを目的としている。具体的には主に以下のような研究を展開した。
1.粉粒体の動力学:砂時計の一種による実験系を使って、研究を進めてきていた。この種の系は長年の研究があるが、我々は、従来の物理の論文では議論されたことのない二つの新しい動力学的レジームを発見し、それぞれ、半定量的に説明した。この結果は、Sci.Rep.誌で発表される。この他に、別の新しい実験系での不安定性についての研究が大きく進んだ。ブラジルナッツ効果もさらに大きく進展した。
2.滴(バブル)・濡れの動力学:二つのオリジナルな実験系で、それぞれ、液・液界面、および、液・気界面の自己相似動力学の研究が実験の側面から大きく進んだ。液滴融合における電場効果においても融合モードの転移現象を再現性をもって捉えることができるようになってきた。この他、バブルの破裂、テクスチャー表面の濡れに関する研究も進めた。
3.その他:1報の招待レビュー論文を発表し、本研究課題のベースとなった基盤Bのメインテーマである破壊現象から発展した、切り紙の論文がSci.Rep.誌に発表される。これに関しては特許出願も行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度もIFの高い雑誌に2報論文を発表し、1報の招待レビュー論文を発表し、特許も一つ出願した。さらに、この数年間で、新しくて興味深い実験系を創り出すことができたために、研究が大きく発展してきている。実際、現在、2報の論文を投稿中であり、さらに、H28年度中に、二つの自己相似動力学の研究、滴・バブルの研究、そして粉体のブラジルナッツの研究などの論文執筆開始が視野に入ってきている。

今後の研究の推進方策

(1)投稿中の論文について、今後のレフェリーとのやり取りで、論文の質を上げ、発表にこぎつける。(2)滴やバブルの動力学、また、それに関連した、自己相似動力学に関する研究がいくつかの論文にまとめられる状態に入っているため、最後の詰めのための研究を進め、論文の執筆を開始していく。(3)粉体のブラジルナッツ効果についても、ほぼ同様の状況にあり、研究の仕上げを進め、論文の執筆につなげていく。(4)これらの成果は、オリジナルな実験系から生まれてきており、これらの研究をさらに発展させ、今後の研究の展開につなげていく。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Stationary bubble formation and cavity collapse in wedge-shaped hoppers2016

    • 著者名/発表者名
      Yui Yagisawa, Hui Zee Then, Ko Okumura
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 ページ: 25065

    • DOI

      10.1038/srep25065

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Initial rigid response and softening transition of highly stretchable kirigami sheet materials2016

    • 著者名/発表者名
      Midori Isobe and Ko Okumura
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 ページ: 24758

    • DOI

      10.1038/srep24758

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simple views on different problems in physics: from drag friction to tough biological materials2015

    • 著者名/発表者名
      Ko Okumura
    • 雑誌名

      Phil. Mag.

      巻: 96 ページ: 828-841

    • DOI

      10.1080/14786435.2015.1095366

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 粉粒体系における蛇行現象IV2016

    • 著者名/発表者名
      吉村幸希,八木澤唯,奥村剛
    • 学会等名
      日本物理学会2016年第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 二次元における粉粒体のブラジルナッツ効果について2016

    • 著者名/発表者名
      テン フイ ジー,関口輝世,奥村剛
    • 学会等名
      日本物理学会2016年第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 電場による液滴融合のコントロールⅡ2016

    • 著者名/発表者名
      小川未真,奥村剛
    • 学会等名
      日本物理学会2016年第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Jamming, bubbling and cavity collapse in granular materials2016

    • 著者名/発表者名
      Ko Okumura
    • 学会等名
      Avalanches, plasticity, and nonlinear response in nonequilibrium solids
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ソフトマターの物理2015

    • 著者名/発表者名
      奥村剛
    • 学会等名
      2015年真空・表面科学合同講演会(第56回真空に関する連合講演会)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 粉粒体系におけるバブリング現象2015

    • 著者名/発表者名
      吉村幸希,奥村剛
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(千里山キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 電場による液滴融合のコントロール2015

    • 著者名/発表者名
      小川未真,奥村剛
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(千里山キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 粉粒体における偏析現象2015

    • 著者名/発表者名
      テン フイジー,関口輝世,奥村剛
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(千里山キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] Wetting and toughness of fine and composite structures in biological materials(生物に見られる微細・複合構造の生み出す材料物性:濡れ性と破壊靭性の観点から)2015

    • 著者名/発表者名
      Ko Okumura
    • 学会等名
      Symposium: Future of biomimetics learning from natural history The 53rd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      Kanazawa Univ
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「粉粒体系における蛇行現象2015

    • 著者名/発表者名
      吉村 幸希, 奥村剛
    • 学会等名
      第14回 関東ソフトマター研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [学会発表] 電場による液滴融合のコントロール2015

    • 著者名/発表者名
      小川未真, 奥村剛
    • 学会等名
      第14回 関東ソフトマター研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [学会発表] 粉粒体におけるブラジルナッツ効果2015

    • 著者名/発表者名
      テン フイジー, 奥村剛
    • 学会等名
      第14回 関東ソフトマター研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-08-08 – 2015-08-08
  • [学会発表] Simple views on granular materials: jamming, bubbling, clogging, and meandering2015

    • 著者名/発表者名
      Ko Okumura
    • 学会等名
      Engineering Mechanics Institute Conference
    • 発表場所
      Stanford University
    • 年月日
      2015-06-16 – 2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 自然界に学ぶ破壊機構の解明 特別セッション「高分子・今・未来」:しなやかなタフポリマーの実現2015

    • 著者名/発表者名
      奥村剛
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Simple views on the dynamics of drops and bubbles in confined spaces2015

    • 著者名/発表者名
      Ko Okumura
    • 学会等名
      Energy Materials Nanotechnology Meeting on Droplets
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2015-05-08 – 2015-05-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 奥村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.phys.ocha.ac.jp/okumuralab/

  • [産業財産権] 切り紙構造のシート材、これを用いた細胞シートとフォースセンサー、及びシート材の弾性調整方法2016

    • 発明者名
      奥村剛、磯部翠、武居淳
    • 権利者名
      奥村剛、磯部翠、武居淳
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-082472
    • 出願年月日
      2016-04-15

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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