非平衡・等温条件下での化学-機械エネルギー変換:実空間モデル系の構築

非平衡等温条件下的化学-机械能转换：真实空间模型系统的构建

• 批准号: 06J03188
• 负责人: 住野 豊
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J03188/
• 关键词: 非平衡; 散逸構造; 化学-力学エネルギー変換; 界面エネルギー; 集団運動; 弾性体; 液滴; 自発運動; 相分離; 非線形力学

平衡から遠く離れた系では、物質・エネルギーの移動が生じ、それに伴い時間的に変動する空間的な秩序状態が生まれる。このような秩序は総称して散逸構造と呼ばれ、広い意味では生命現象も散逸構造の一部といえる。ここで化学-力学エネルギー変換を行う散逸構造を実験的に実現・解析することにより生命現象で見られる運動を理解することを目標として研究を行った。具体的には、大まかに4種の異なる系に関して実験及び解析を行った。1つ目の系としては非平衡な初期条件下で界面張力が空間的に非一様な状態を生成する系,2つめの系として、樟脳-水-空気系およびエステル-塩水-純水系に関して溶質マランゴニ効果が生起する新規な時空間パターンに関して研究を行った。また3つ目の系としては、油・水・界面活性剤からなる系において界面活性剤の非平衡な初期条件を与え、中間相が生成する系を研究した。我々はこの系において油水界面が自発変形することを既に見出しており、また生じる中間相の弾性を仮定することでその機構が説明できることを明らかにしている。最後に4つ目の系とし多数の同一種モータータンパクが自発的に運動し、特徴的な集団運動を示す系に関して数理モデルを構築し数値計算を行うことで、これまで見過ごされていた逆平衡方向の整列相互作用が集団的パターンを形成するための重要な要素であることを見出した。

Balance is the result of the movement of matter and matter, and the state of order of space accompanied by time. The order of this phenomenon is called dissipation structure, which means that life phenomena are part of dissipation structure. The study of chemical-mechanical transformation, dispersion and structure of life phenomena The specific, large and small four different systems are related to each other and analyzed. 1. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 2. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 3. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 4. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 5. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 6. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 7. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition of non-equilibrium; 8. The system of interfacial tension and spatial non-uniform state under the initial condition; 9. 3. Study on the system of non-equilibrium of interfacial active agent and the system of formation of intermediate phase The oil-water interface of the system is self-forming. The structure of the oil-water interface is self-forming. Finally, most of the same kind of collective motion, characteristic collective motion, related mathematical structure, numerical calculation, inverse equilibrium direction, integral interaction, collective motion formation, important elements are shown.

项目成果

Change in the mode of spontaneous motion of an alcohol droplet caused by a temperature change

• DOI: 10.1143/ptps.161.286
• 发表时间: 2006-01-01
• 期刊: PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT
• 作者: Nagai, K;Sumino, Y;Yoshikawa, K
• 通讯作者: Yoshikawa, K

液滴表面での弾性体生成・崩壊が引き起こすアメーバ運動

液滴表面弹性体形成和塌陷引起的变形虫运动

• 发表时间: 2008
• 作者: Yutaka Sumino;Hiroyuki Kitahata;Hideki Seto;Kenichi Yoshikawa;住野豊;Yutaka Sumino;住野 豊
• 通讯作者: 住野 豊

An oil droplet that spontaneously climbs up stairs

自发爬上楼梯的油滴

• 发表时间: 2006
• 期刊: Prog.Theor.Phys.Suppl. 161
• 作者: Yutaka Sumino;Nobuyuki Magome;Kenichi Yoshikawa Yoshikawa
• 通讯作者: Kenichi Yoshikawa Yoshikawa

Self-moving droplet powered by chemical energy

由化学能驱动的自动移动液滴

• 发表时间: 2007
• 作者: Yutaka Sumino;Hiroyuki Kitahata;Hideki Seto;Kenichi Yoshikawa;住野 豊;住野 豊;住野 豊;住野 豊;Yutaka Sumino
• 通讯作者: Yutaka Sumino

Blebbing dynamics in an oil-water- surfactant system through the generation and destruction of a gel-like structure

通过凝胶状结构的生成和破坏，油-水-表面活性剂系统中的起泡动力学

• 发表时间: 2007
• 期刊: Phys. Rev. E 76
• 作者: Y. Sumino;H. Kitahata;H. Seto;and *K. Yoshikawa
• 通讯作者: and *K. Yoshikawa