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非線形特性を活用した化学エネルギーのマクロな機械的エネルギーへの直接変換

非線形特性を活用した化学エネルギーのマクロな機械的エネルギーへの直接変換
利用非线性特性将化学能直接转换为宏观机械能
批准号：
08875165
负责人：
吉川 研一
金额：
$1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1996 至 1997
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875165/
关键词：
エネルギー変換非線形現象非平衡ゆらぎリズム現象リミットサイクル界面張力興奮場化学モータ非線形非平衡ケモメカニカル変換油水界面自励発振BZ反応張力振動

项目摘要

项目成果

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本研究は、近い将来間違いなく起こるエネルギー不足の問題に対して、生物が行っているような、等温下での化学エネルギーから機械的エネルギーへの高効率直接変換を提案し、その実現に向けての独創的基礎研究を目的とした。具体的には、過去2年に渡って以下のような研究を行い、成果を得た。1.油水二相系において界面活性剤存在下で溶質濃度を非平衡にした状態(化学エネルギー)からの機械的エネルギーへの変換に関する研究を行った。この系に於いて鏡像対称性を持つアルミニウム製の風車を用い、羽根と羽根の間に油と水とを交互に入れると、指定した一方向への回転運動を作り出すことが出来、トルク的な回転力として取り出すことに成功した。2.樟脳結晶を気水界面に静置すると、界面張力の空間的な不均一性を駆動力として回転運動や直線的な運動を生じる。我々は樟脳結晶の幾何学的形状の対称性を変えることで、一方向の回転運動を取り出すことに成功した。3.興奮場媒質上での化学反応波の伝播特性を用いたロジック演算の実現に向けて、実験、理論、そして数値解析の各方面から研究を行った。その結果、媒質の空間対称性を破ると、波の伝播方向に関する対称性が破れ、ダイオード特性が現れる事が分かった。また、媒質の空間形状により、AND,OR,NOTのロジック演算が可能であることが数値解析と実験の両面から確認された。さらに、この興奮場を使った演算では、従来にはないような時空間上の並列演算が可能であることが示唆されている。このような研究の成果は、これまでのノイマン型計算機の枠組みを超え、より生物に近い計算機を実現する可能性を示したものとして、その意義は大きいと思われる。
期刊论文(20)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
K.Agladze: "Chemical Diode" J.phys.Chem.100. 13895-13897 (1996)
K.Agladze：“化学二极管”J.phys.Chem.100。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
M.Makino: "Dynamic Properties of a Phospholipid Thin Film at an Air/Water Interface with a Periodic Change in Surface Area" Langmuir. 13. 7125-7134 (1997)
M.Makino：“空气/水界面处磷脂薄膜的动态特性，表面积周期性变化”Langmuir。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
M.Makino: "Effects of Local Anesthetics on the Dynamic Behavior of Phospholipid Thin Film" Langmuir. 12. 4211-4217 (1996)
M.Makino：“局部麻醉剂对磷脂薄膜动态行为的影响”Langmuir。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
N.Magome: "Nonlinear Oscillation and Ameba-Like Motion in an Oil/Water System" J.Phys.Chem.100. 19102-19105 (1997)
N.Magome：“油/水系统中的非线性振荡和类阿米巴运动”J.Phys.Chem.100。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 20 条
    Real-world modeling of life: From DNA to Organoid
    • 批准号：
      20H01877
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额：
      $11.65万
    • 财政年份：
      2020
    • 负责人：
      吉川 研一
    • 依托单位：
      Doshisha University
    ミクロ環境場における単分子ゲノムDNAの高次構造相
    • 批准号：
      08F08023
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $0.51万
    • 财政年份：
      2008
    • 负责人：
      吉川 研一
    • 依托单位：
      Kyoto University
    等温条件で働くマイクロ化学マシン
    • 批准号：
      18651072
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $2.3万
    • 财政年份：
      2006
    • 负责人：
      吉川 研一
    • 依托单位：
      Kyoto University
    Real-World Modeling of Self-Emergent Active Cell
    • 批准号：
      17076007
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $55.87万
    • 财政年份：
      2005
    • 负责人：
      吉川 研一
    • 依托单位：
      Kyoto University
    海外基金