Effect of entanglement in non-equilibrium colloidal dispersion

非平衡胶体分散体中缠结的影响

• 批准号: 20H01876
• 负责人: 岩下 靖孝
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01876/
• 关键词: コロイド分散系; レオロジー; 異方性粒子; 絡み合い; アクティブマター; コロイド粒子; フォトリソグラフィ; コロイド; 非平衡

本研究ではコロイド粒子の絡み合い形状を系統的に設計し、力学的非平衡下において、絡み合い相互作用が粒子分散系の静的・動的空間構造にどう影響するか、それによりどのような力学物性が現れるのかを解明することを目的としている。1. 試料作成：フォトリソグラフィを用い、これまでに青・緑・橙それぞれの蛍光を発する任意形状微粒子の作成に成功している。この微粒子について、ブロモエタノール水溶液により粒子と溶媒の密度を、ブロモナフタレンと粒子の混合により屈折率を一致させた系を実現した。しかし、何れも粒子の分散状態の安定性には改善の余地が残った。また、屈折率と密度の両方を一致させるには至っていない。2. ずり流動場下の構造形成：作成したS字状、楕円状といった絡み合い形状を持つ粒子の分散系に顕微レオメータを用いてずり流動場を印加したところ、絡み合い構造が流れ場の方向に成長する様子を観察することができた。S字と楕円の混合系において、S字同士だけでなくS字-楕円-S字の結合も見られた。また、複数の粒子が同時に同箇所に引っかかり、分岐構造が形成される様子も捉えた。このように、流動場中における絡み合い構造の形成過程とその特徴を直接的に観察することに成功した。3. 能動粒子の構造形成：フォトリソグラフィで作成した粒子に対し、部分的に金属薄膜を形成し、水溶液中で交流電場を印加することにより、能動的に運動する異方形状微粒子系を作成した。まず絡み合い能は無いが大きな形状異方性を持つ粒子を用て実験を行い、形状に依存した非常に特徴的な運動（速さの大きな履歴挙動や自励振動）や相互作用（自己捕捉）を示すことを見出した。

In this study, the design of the complex shape of the particle system, the interaction of the complex under the non-equilibrium of mechanics, the influence of the static and dynamic spatial structure of the particle dispersion system, the analysis of the mechanical properties, and the purpose are discussed. 1. Sample preparation: successful preparation of arbitrary shape particles for light emission in green, green and orange The particle density, solvent density, particle mixing and refractive index of aqueous solution are realized. There is still room for improvement in the stability of the dispersed state of the particles. In addition, the refractive index and density are consistent. 2. The structure of the flow field is formed into an S shape, a circular shape, a circular shape, a dispersion system of particles, a micro structure, a flow field structure, a flow field direction growth structure, and a flow field direction growth structure. The word S is mixed with the word S. The word S is mixed with the word S. A plurality of particles are simultaneously introduced into the same place, and a divergent structure is formed. The characteristics of the formation process of the complex structure in the flow field are directly observed. 3. The structure of active particles is formed by the formation of metal thin films on the surface of particles, and the formation of active particles in different shapes in aqueous solutions. The interaction (self-capture) can be seen in the movement of particles with special characteristics such as motion and shape dependence.

项目成果

Iwashita Laboratory, Researchページ

岩下研究所研究页面

交流電場下における棒状ヤヌス粒子の自己駆動運動

交变电场下杆状Janus粒子的自驱动运动

• 发表时间: 2023
• 作者: 岩下 靖孝;佐藤 大華
• 通讯作者: 佐藤 大華