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2015 年度 実績報告書

温度勾配下におけるソフトマターのパターン形成

研究課題

研究課題/領域番号 26707023
研究機関首都大学東京

研究代表者

栗田 玲  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (20579908)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードソフトマター / 温度勾配 / パターン形成
研究実績の概要

ソフトマターは温度や濃度・外場に対して敏感であり、そのため、様々な高次構造を形成する。この敏感性から温度勾配に対して、系が大きく変化することが期待される。
我々はゲルの熱輸送過程を調べた。ゼラチンといった物理ゲルは温度により可逆的に粘性を大きく変化させる。粘性は速度場に大きく影響を与えると期待し、物理ゲルの対流を調べた。熱伝導・熱対流が繰り返す興味深い現象を発見した。この理由として、流れが生じない領域が形成されることが原因であることを突き止めた。このことはNature系雑誌のScientific Reportsに掲載されている。現在、より発展的な研究を行い、さらに2本の論文を投稿している。
また、界面活性剤・水系は室温において、平行に配向したラメラ相を形成する。このラメラ相を基盤に平行に配列させたのちに温度勾配を印可すると、膜の間の距離が温度勾配によって、変調され、系全体に影響を及ぼすことがわかった。これについて、論文を執筆中である。
これらの他にも赤血球の凝集過程、グラフェンの破壊、粉体のパッキング状態に関する研究を行い、それぞれ論文に掲載されている。

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

温度勾配下におけるソフトマターの挙動は実験が難しいが、工夫することによって、大きな成果を得ることができた。現在、掲載および投稿している論文の数が増えていることにつながっている。

今後の研究の推進方策

現在、順調に進んでいるので、当初の計画によって進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究を進めるにあたって、専門的な知識を持った人材を雇用したが、その雇用費が予定よりも安かったため、次年度に繰り越すことになった。

次年度使用額の使用計画

研究を進めるにあたって、消耗品の購入、専門的な知識を持った人材の雇用、研究発表するための旅費に使用する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Mobility enhancement of red blood cells with biopolymers2016

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tahara, Noriko Oikawa, Rei Kurita
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 85 ページ: 033801

    • DOI

      10.7566/JPSJ.85.033801

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective Formation of Zigzag Edges in Graphene Cracks2015

    • 著者名/発表者名
      M.Fujihara, R.Inoue, R.Kurita, T.Taniuchi, Y.Motoyui, S.Shin, F.Komori, Y.Maniwa, H.Shinohara, and Y.Miyata
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 9 ページ: 9027-9033

    • DOI

      10.1021/acsnano.5b03079

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental study of the relationship between local particle-size distributions and local ordering in random close packing2015

    • 著者名/発表者名
      Rei Kurita
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 92, ページ: 062305

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.92.062305

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamical transition of heat transport in a physical gel near the sol-gel transition2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya U. Kobayashi, Noriko Oikawa and Rei Kurita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 18667

    • DOI

      10.1038/srep18667

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高密度分散系における放射状パターン形2016

    • 著者名/発表者名
      栗田玲、及川典子
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-22
  • [学会発表] 親水性・疎水性イオン液体の水への溶解過程と界面ダイナミク2016

    • 著者名/発表者名
      及川典子、栗田玲
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-22
  • [学会発表] くさび型における物理ゲルの対流ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      小林 和也, 及川 典子, 栗田 玲
    • 学会等名
      第5回 ソフトマター研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-18
  • [学会発表] 二成分混合系の溶解過程に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      花田 康高, 栗田 玲
    • 学会等名
      第5回 ソフトマター研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-18
  • [学会発表] 泡沫における崩壊過程2015

    • 著者名/発表者名
      古田 祐二郎, 及川 典子, 栗田 玲
    • 学会等名
      第5回 ソフトマター研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-18
  • [学会発表] 高分子ブレンド結晶の不均一核からの成長ダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      関口 俊一, 及川 典子, 栗田 玲
    • 学会等名
      第5回 ソフトマター研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-18

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公開日: 2017-01-06  

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