せん断流下におけるコロイドのゆらぎの研究

剪切流作用下胶体波动的研究

• 批准号: 13J02447
• 负责人: 瀧川 佳紀
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02447/
• 关键词: ブラウン運動; せん断流; 非平衡定常状態; コロイド

微粒子などの物質の拡散現象は、大気、河川、血管内などあらゆるところでみられる現象である。アクチンネットワーク中に分散する微粒子では、ネットワーク構造によるトラップにより拡散に変化が生じることが実験的に求められている。また、粒子間相互作用の無視できない濃度で微粒子を分散させた溶液にせん断を印加すると、微粒子は流体力学的相互作用によって拡散する。このように粒子の拡散は、周りの媒質や状態の強い影響を受けている。本研究では、増粘性多糖類であるキサンタンガム溶液中に蛍光微粒子を分散させ、せん断を印加したときの微粒子の軌跡を直接計測し、せん断流がキサンタンガム中の微粒子の拡散に与える影響について考察を行った。微粒子の拡散を評価するために数百個の微粒子の軌跡から平均自乗変位を求めた。y方向のせん断速度0(1/s)の結果では、時間に対する冪指数が1よりも小さくなっており、劣拡散(sub-diffusion)的振舞を示していた。一方で、せん断下では、せん断速度の増加に伴い平均自乗変位の冪指数が1に近づいていくことがわかった。粒子間相互作用のない通常のブラウン運動では、y方向の拡散はせん断流の影響を受けない。そこで、この拡散の変化を考察するために、各せん断速度におけるキサンタンガム水溶液の粘度と平均自乗変位から、アインシュタインストークスの関係式を用いて求めた粘度を比較を行った。その結果から、キサンタンガム水溶液の粘度変化に比べて、微粒子の拡散の変化の方が大きいことがわかった。これらのことから、せん断による拡散の変化はキサンタンガム水溶液の粘度変化ではなく、せん断によってキサンタンガム分子の作る構造からの流体力学的相互作用(非熱的ゆらぎ)による寄与が大きいことが分かった。

The phenomenon of dispersion of particles and substances in large rivers and blood vessels The particles are dispersed in the air, and the particles are dispersed in the air. Disregard of particle interactions, dispersion of particles in solutions, and dispersion of particles in hydrodynamic interactions The dispersion of particles and the strong influence of the medium state are affected by this phenomenon. In this study, the dispersion and influence of light particles in the solution of viscous polysaccharides were investigated by direct measurement of particle trajectories. The dispersion of micro-particles is evaluated by the trajectory of hundreds of micro-particles. The y-direction breaking speed 0(1/s) results in a power exponent of 1 for time and a vibration of sub-diffusion. The power exponent of the average self-rotation position is 1. The interaction between particles is usually affected by the motion of the particles in the opposite direction and the dispersion in the y direction. The viscosity of aqueous solution is calculated by the equation of average viscosity, average viscosity and average viscosity. The results show that the viscosity of aqueous solution changes, and the dispersion of fine particles changes. The change in viscosity of the aqueous solution of Kaintaungam is the same as the change in viscosity of the aqueous solution of Kaintaungam. The change in viscosity of the aqueous solution of Kaintaungam is the same as the change in viscosity of the aqueous solution of Kaintaungam. The interaction of fluid mechanics (non-thermal friction) between the molecular structure of Kaintaungam and the molecular structure of Kaintaungam is the same as the change in viscosity.

项目成果

Persistence of Brownian motion in a shear flow

剪切流中布朗运动的持久性

• DOI: 10.1103/physreve.88.062111
• 发表时间: 2013
• 期刊: Physical Review E
• 影响因子: 2.4
• 作者: Yuji Sasaki;Yoshinori Takikawa;V. S. R. Jampani;Hikaru Hoshikawa;Takafumi Seto;Christian Bahr;Stephan Herminghaus;Yoshiki Hidaka and Hiroshi Orihara;Tomoki Nosaka;Yoshinori Takikawa and Hiroshi Orihara
• 通讯作者: Yoshinori Takikawa and Hiroshi Orihara

定常せん断流下でブラウン運動する微粒子の持続確率

稳定剪切流下进行布朗运动的细颗粒的持续概率

• 发表时间: 2013
• 作者: 瀧川佳紀;折原宏
• 通讯作者: 折原宏

F-actin溶液のシアバンディング

F-肌动蛋白溶液的剪切带

• 发表时间: 2013
• 作者: 瀧川佳紀;折原宏;佐藤勝彦;田中良巳;國田樹;中垣俊之
• 通讯作者: 中垣俊之

Colloidal caterpillars for cargo transportation

用于货物运输的胶体毛毛虫

• DOI: 10.1039/c4sm01354a
• 发表时间: 2014
• 期刊: Soft Matter
• 影响因子: 3.4
• 作者: Yuji Sasaki;Yoshinori Takikawa;V. S. R. Jampani;Hikaru Hoshikawa;Takafumi Seto;Christian Bahr;Stephan Herminghaus;Yoshiki Hidaka and Hiroshi Orihara
• 通讯作者: Yoshiki Hidaka and Hiroshi Orihara

Shear Banding in an F-Actin Solution

• DOI: 10.1103/physrevlett.109.248303
• 发表时间: 2012-12-10
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Kunita, Itsuki;Sato, Katsuhiko;Nakagaki, Toshiyuki
• 通讯作者: Nakagaki, Toshiyuki