| 研究課題/領域番号 |
24656469
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岡野 泰則 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90204007)
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| 研究分担者 |
伴 貴彦 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (60454485)
高木 洋平 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40435772)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | マランゴニ効果 / Kortweg効果 / ソフトマター / 自己組織化 / 環境応答性機能 |
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| 研究実績の概要 |
PHに依存し界面活性が変化する界面活性剤を用い液滴の自発運動に関する実験を行い、界面張力と界面の熱力学データーから算出されるマランゴニ係数と界面活性剤の脱着速度定数を算出した。実験結果を流体力学的不安定性を加味した線形安定性解析により算出される安定性発生点と比較検討したところ1つの系を除き、実験結果と解析結果は良好に一致した。
マランゴニ効果により指向性が生じるメカニズムを解明するため、ターゲット物質の存在下におけるPH応答型自走液滴の運動挙動を実験的に検証し、高機能化を目指して液滴自身に取り込まれたターゲット物質であるレアアースの定量分析を行った。その結果走化生指標が90%以上という高い値を示した物質はジスプロシウムであることが判った。
水相二相系を用いたKortweg効果による液滴の運動は、レイノルズ数が極めて小さいため、対流の影響による流体力学的な要因により揺らぎが巨視的な領域にまで発展することができない。そのため等方的な濃度場及び対照的な形状を持つ液滴が自発的に運動を始めるのは対流による非線形項では無く他の要因と考えられる。そこで対称性の破れる原因をマッハツェンダー干渉計を用い検証した。濃度場の対称性が敗れる時間発展を定量的に測定したところ対称性は液滴内部より先に外部から破れることが判った。これはKortweg効果による推進力が非線形性を有する化学ポテンシャルに起因することが原因と考えられる。
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