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Challenge from mechanical self-organization to elucidate the physical properties of non-equilibrium soft matter / amorphous material

来自机械自组织的挑战阐明非平衡软物质/非晶材料的物理性质

基本信息

批准号：
20H05619
负责人：
田中肇
金额：
$ 311.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

（１）ソフトマターの力学的組織化と力学的最適設計：コロイド分散系や単純な一成分からなる流体が気体相と液体相に相分離する際にみられる、ネットワーク状の相分離構造の成長過程を、大規模なシミュレーションにより研究した。その結果、二つの相における粒子の密度が大きく異なり、混み合った相と希薄な相の間で粒子の動きが大きく異なる場合、混み合った相で形成されるネットワーク構造の特徴的なサイズが時間の冪で、自己相似的に成長すること、さらには、この冪乗則の指数（成長指数）が、これまで知られていた相分離の指数（1/3または１）とは異なり、1/2となることを発見した。（２）力学的トポロジーと流動：平均場理論と粒子ベースのモデルを併用して、異種細胞の競合について新たな機構を見出した。この粒子ベースモデルには細胞分裂を制御するために細胞周期制御が組み込まれており、細胞死（アポトーシス）の頻度や、細胞が増殖を停止する特性圧力が異なる異種細胞の混合系を扱うことができる。また、固体の記述におけるラグランジュ・オイラー描像の相違に着目して、固体における波数依存の散逸機構に関して、固体と・液体の本質的な違いに迫る基礎的に重要な発見をした。（３）相互作用ネットワークトポロジーに基づくアモルファス物質の物性解明：これまで、ガラス状態にある物質のエイジングや脱硝を防ぐために、温度を下げその進行を遅らせるアニール法などにより熱力学的に安定化する方法が行われてきた。我々は、コロイド分散系のガラス状態について、粒子の局所密度を均一化するという全く新しい方法で、非常に高い安定性を実現することに成功した。この原理は、ガラス状態を「力学的に均一化」する、すなわち、粒子間にかかる力がどの粒子に対しても釣り合った力学的に均一状態にするという力学的安定化法であり、従来の熱力学的な安定化法とは本質的に異なる全く新しい物理原理を提供する。

(1) Mechanical organization and mechanical optimum design of solution: study on the growth process of solid phase separation structure in a large scale of liquid phase separation structure in a pure dispersion system. As a result, the density of particles in two phases varies greatly, the mixed phase varies greatly, the structure characteristics of particles are formed, the time power of particles, the growth index of particles in two phases, and the growth index of particles in two phases. The index of phase separation (1/3) is different from the index of phase separation (1/2). (2) Dynamics of flow: mean field theory and particle interaction, heterogeneous cell interaction and new mechanisms. The cell cycle control system, frequency of cell death, and characteristic stress of cell proliferation cessation vary among heterogeneous cell mixtures. This is an important insight into the fundamental relationship between the description of solids and the nature of solids and liquids. (3) The physical properties of the substance in the state of interaction: the physical properties of the substance in the state of interaction, denitrification, temperature, temperature We have successfully developed a new method for the homogenization of particle density in the dispersion system and the realization of high stability. This principle provides a complete new approach to physical principles, including the stabilization method of mechanics, the stabilization method of thermodynamics, and the essential difference between particles and particles.

项目成果

期刊论文数量（98）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

EmergenEmergent elastic fields induced by topological phase transitions in a chiral soft crystal

Emergen 手性软晶体中拓扑相变诱导的涌现弹性场

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shady Salama;Kaihara Toshiya;Fujii Nobutada;Kokuryo Daisuke;Kyohei Takae
通讯作者：
Kyohei Takae

高エントロピー合金結晶における安定性と易動度の相関関係

高熵合金晶体稳定性和迁移率之间的相关性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Toyouchi Daisuke;Hotokezaka Kenta;Takada Masahiro;M. Funato and Y. Kawakami;小野真証，畑雅則，常川雅人，野崎謙悟，角倉久志，千葉永，納富雅也;S. Kato (The ALPACA Collaboration);石川陸矢
通讯作者：
石川陸矢

Common structural origin of fast and slow dynamics of supercooled liquids

过冷液体快慢动力学的共同结构起源