非平衡ゆらぎの中で働く分子機械の実空間モデル

非平衡涨落下分子机器的实空间模型

基本信息

  • 批准号:
    03J05490
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、生物を非平衡開放系として捉えることによって、物理的に考察を進めようとするものである。具体的に実験モデルを構築し解析することで、分子機械、そして、非平衡開放系における物理の理解を深めていくことを目的とする。今年度は、非平衡開放系における時空間の自己秩序形成の機構を実験・理論の両面から明らかにしてきた。1,化学振動反応系を用いた実験系において、これまでに化学反応と同期した対流が発生することを見出してきた。そのメカニズムとして、自発的に生成した化学波が化学ポテンシャル勾配を引き起こし、それが、界面張力の勾配として方向性のある流れを生み出しているということを数値計算と理論的な解析によって明らかにした。2,油水二相分離系において、レーザーを照射することで定常的な油滴が捕捉される、あるいは、定常的に水滴が生成消滅を繰り返すようなパターンが発生することが見出されている。そのメカニズムについて考察し、レーザーによるエネルギー注入がそのような時空間パターンを生成していることを明らかにした。3,水道から流れ出る水の下に容器を置くことにより、容器の中での水のたまり方に時空間的なパターンが現れることを既に報告してきた。そのメカニズムについて、非平衡開放系でのエネルギー注入という立場から現象論的なモデルを構築し、そのような時空間パターンが定常的な注入によるものであることを明らかにした。4,樟脳-水系において、非平衡条件のために表面での化学ポテンシャルの勾配が維持されることを利用して、樟脳の昇華によるエネルギーを対流による運動エネルギーへと変換するような系を構築、考察した。以上の成果は、直接的には分子機械の動作原理についての研究ではないが、非平衡開放系という大きな枠組みで見て、共通点、相違点を探っていくことにより、分子機械の動作原理解明に大きく貢献するものと考えられる。
This study focuses on biological non-equilibrium open systems. Specific structure analysis, molecular mechanics, non-equilibrium open systems, physics, and purpose This year, the non-equilibrium open system is in the process of forming its own order. 1. In the practical system where chemical vibrational reaction systems are used, it has been shown that chemical reactions and simultaneous convection currents can occur. The chemical wave is generated by the interaction between the chemical wave and the interfacial tension, and the flow is generated by the interaction between the chemical wave and the interfacial tension. 2. The oil-water two-phase separation system is characterized by steady oil droplet capture, steady water droplet generation and elimination. The time and space for the creation of a new world is clear. 3. The water in the water channel flows out of the container. The water in the container flows out of the container. The water in the container flows out of the container. In the case of non-equilibrium open systems, there is a problem of phenomenological construction, time-space separation, and steady injection. 4. To construct and investigate the system of chemical mixing and coordination on the surface of water system under the condition of medium and non-equilibrium. The above achievements are direct and direct research on the action principle of molecular machinery.

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
北畑裕之, 廣松真一, 土井幸重, 中田聡, Mohammed Rafiqul Islam: "Self-motion of a camphor disk coupled with convection"Physical Chemistry Chemical Physics. (掲載予定).
Hiroyuki Kitahata、Shinichi Hiromatsu、Yukishige Doi、Satoshi Nakata、Mohammed Rafiqul Islam:“樟脑盘的自运动与对流耦合”《物理化学化学物理》(待出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
北畑裕之, 馬籠信之, 吉川研一: "Convective flow driven by chemical reaction"Proceedings of Slow Dynamics in Complex Systems. (掲載予定)(2004.8). (2004)
Hiroyuki Kitahata、Nobuyuki Magome、Kenichi Yoshikawa:“化学反应驱动的对流”复杂系统中的慢动力学论文集(待出版)(2004.8)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
北畑裕之, 山田暁子, 中田聡: "Mode bifurcation by pouring water into a cup"Journal of Chemical Physics. 119. 4811 (2003)
Hiroyuki Kitahata、Akiko Yamada、Satoshi Nakata:“通过将水倒入杯子中进行分叉”化学物理杂志 119. 4811 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
向井定篤, 馬籠信之, 北畑裕之, 吉川研一: "Liquid/liquid dynamic phase separation induced by a focused laser"Applied Physics Letters. 83. 2557 (2003)
Sadatsushi Mukai、Nobuyuki Magome、Hiroyuki Kitabata、Kenichi Yoshikawa:“聚焦激光引起的液/液动态相分离”应用物理快报 83. 2557 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
北畑裕之, 吉川研一: "「非線形・非平衡現象の数理」第2巻 第1章「化学・生物の世界のリズム」"東京大学出版会(出版予定).
Hiroyuki Kitabata、Kenichi Yoshikawa:“‘非线性和非平衡现象的数学’第2卷第1章‘化学和生物世界的节奏’”东京大学出版社(待出版)。
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  • 发表时间:
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    0
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