ソフトマターの自発運動と外部駆動のダイナミクスについて

软物质的自发运动和外部驱动动力学

• 批准号: 12J00560
• 负责人: 多羅間 充輔
• 金额: $ 1.92万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00560/
• 关键词: 非線形・非平衡物理学; アクティブマター; ソフトマター; 磁性ゲル

本研究課題では、ソフトマターの自発運動と外部からの駆動について、理論的な視点から研究を行った。本年度は、大きく分けて以下の３つの課題に取り組んだ。まず、ドイツ・デュッセルドルフ大学のH. Loewen教授のグループとの共同で、アクティブソフトマターの流れ場中でのダイナミクスについての研究を行った。今回は昨年度までに導出した一般の流れに対するモデルを用い、とくに渦巻き流中でのダイナミクスについての研究を遂行し、特に流れによるアクティブマターの散乱について理論的に考察を行った。本研究で得られた成果はすでに学術論文に掲載した。また、アクティブソフトマターの往復運動に関して理論的に研究を行なった。自己推進粒子は容器や壁、ポテンシャルなどの周囲の影響のないときでも、自発的に往復運動を示すことが実験で観測されている。我々は粒子の変形の自由度に着目することで、動いていた粒子が止まり、元来た方向に戻っていくという往復運動を自発的に示すことを理論的に予言し、数値的に確認した。得られた研究成果は学術雑誌での公表に向け、現在論文を執筆中である。最後に、昨年度からH. Loewen教授のグループとの共同研究として始めた磁性ゲルの理論研究では、平衡状態への緩和の固有モードに対する、磁化の配向方向の記憶、個性粒子の分布、外部からの磁場の３つの影響について理論的に考察した。本研究に関してこれまでに得られた研究成果をすでに学術雑誌に論文として公表した。

在这个研究主题中，我们从理论的角度进行了对运动运动和软件外部驾驶的研究。今年，我们广泛解决了以下三个问题：首先，我们与德国杜塞尔多夫大学的H. Loewen教授合作进行了一项有关活动软件流动场的动态研究。这次，我们使用了一个模型，用于直到去年得出的一般流量，并对动态进行了研究，尤其是在漩涡流中，理论上检查了由于流动而导致的活动物质的散射。从这项研究中获得的结果已经发表在学术论文上。此外，我们对主动软物质的往复运动进行了理论研究。已经观察到实验，即使对周围环境（例如容器，墙壁或电势）没有影响，自螺旋颗粒也会表现出自发的往复运动。通过关注颗粒变形的自由度，我们从理论上预测并在数值上确认，移动粒子将自发地显示往复运动的运动，其中它们停止并返回其原始方向。目前，获得的研究结果已发表在学术期刊上，目前正在撰写论文。最后，在去年与H. Loewen教授的合作的磁凝胶的理论研究中，我们理论上研究了磁化方向的三种影响，单个颗粒的分布和外部磁场对平衡均衡的特征模型。到目前为止，有关这项研究的研究结果已经在学术期刊上发表。

项目成果

Dynamics of active deformable particle in external flow field

外流场中主动变形粒子动力学

• 发表时间: 2015
• 作者: M. Tarama;P. Cremer;D.Y. Borin;S. Odenbach H. Loewen;and A.M. Menzel;鈴木 悠造;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;M. Tarama;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama
• 通讯作者: Mitsusuke Tarama

An active soft particle with a spontaneous spinning motion

具有自发旋转运动的活性软粒子

• 发表时间: 2013
• 作者: M. Tarama;P. Cremer;D.Y. Borin;S. Odenbach H. Loewen;and A.M. Menzel;鈴木 悠造;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;M. Tarama;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;多羅間充輔;多羅間充輔;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;多羅間充輔;多羅間充輔;多羅間充輔;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama
• 通讯作者: Mitsusuke Tarama

アクティブソフトマターの流れの中での運動

活性软物质流中的运动

• 发表时间: 2014
• 作者: M. Tarama;P. Cremer;D.Y. Borin;S. Odenbach H. Loewen;and A.M. Menzel;鈴木 悠造;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;M. Tarama;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔
• 通讯作者: 多羅間充輔

Spontaneous rotation of a deformable self-propelled particle

可变形自推进粒子的自发旋转

• 发表时间: 2012
• 作者: 笠井貴文;山田武見;柳有起;大野義章;S. Tanaka;Mitsusuke Tarama and Takao Ohta
• 通讯作者: Mitsusuke Tarama and Takao Ohta

Nonlinear dynamics of active deformable particles

主动可变形粒子的非线性动力学

• 发表时间: 2015
• 作者: M. Tarama;P. Cremer;D.Y. Borin;S. Odenbach H. Loewen;and A.M. Menzel;鈴木 悠造;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama;多羅間充輔;M. Tarama;多羅間充輔;Mitsusuke Tarama;Mitsusuke Tarama
• 通讯作者: Mitsusuke Tarama