非平衡なアクティブ系における相互作用の測定

测量非平衡主动系统中的相互作用

• 批准号: 15F15769
• 负责人: 田中 肇
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15769/
• 关键词: アクティブマター; トラッピング技術; Hydrodynamics; Colloids; Viscoelasticity; Optical tweezers; Rheology

我々は、光トラッピング技術を駆使し粒子間相互作用を直接実験的に測定するとともに、我々の研究室で開発してきた流体粒子ダイナミクス法による数値シミュレーションを行い、両者を比較することで、アクティブマターの集団運動における粒子間相互作用に及ぼす流体力学的相互作用の影響、さらには他の自由度との結合の役割を解明することを目指して研究を行ってきた。この研究の過程で、レーザで捕捉された金属粒子の局所的な加熱により、コロイド粒子が熱勾配に駆動され凝集する現象を偶然発見した。凝集下で様々な自己組織化が起こり、光場誘起のコロイド結晶、アモルファス相、準結晶的構造の形成などの新奇な現象を見出した。これまで、レーザによる局所加熱でコロイドが凝集する現象自体は知られていたが、そこで様々な物質相を形成した例は皆無であった。これは、光によるコロイドの多様な自己組織化という点で、新奇性、発展性に富んだ独創的研究成果であると言える。この成果は、上記のような非平衡プロセスにより、通常の熱力学的過程で形成することが困難な様々な非平衡物質相の形成の可能性を秘めているといえる。

We have developed a new method for measuring the interaction between particles directly by using optical technology, and we have compared the interaction between particles and the influence of fluid dynamics on collective motion. We are also conducting targeted research to clarify the combination of other degrees of freedom and tasks. In the process of this study, the phenomenon of local heating, thermal interaction and aggregation of metal particles was occasionally discovered. The new phenomenon of self-organization under aggregation, photo-induced crystallization, photo-induced phase and quasi-crystal structure formation has been discovered. The phenomenon of aggregation is self-evident, and there is no evidence of aggregation. The research results of this paper are original, novel and developable. The results of this paper are as follows: 1. The formation of non-equilibrium substances in general thermodynamic processes is difficult and the possibility of formation of non-equilibrium substances is mysterious.