ノイズによって駆動される周期運動のエネルギー変換

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当研究の目的は、微小液滴における確率共鳴振動という非線形系固有の現象のメカニズムを明らかにし、そのエネルギー変換（効率）の本質的な理解、そしてその定式化を目指すことであった。平成27年に、微小液滴の振動が閾値電圧以下のときにノイズ電圧を加えると、非線形振動固有の現象であるCoherence Resonanceを示すことを明らかにしていた。またそのメカニズムについて、これまでの直流電圧下における微小油中水滴のしたがう振動をあらわす式で説明できることがわかった。一方平成27年度の研究の中で、マイクロ粒子のパターニングという興味深い現象を発見し、当初の研究実施計画にはなかったが、関連の現象として実験を行った。マイクロ粒子のパターニングはコーヒー液滴のしみなど身近にみられる現象であるものの、マイクロ加工などへの応用も想定され、学術的にも意義がある。通常、球状のマイクロ粒子の懸濁液を乾燥させた後に残るパターンは、リング状に残るため、「コーヒーリングパターン」とよばれる。今回、長軸がマイクロスケールである金ナノロッドの懸濁液をガラスの間で乾燥させた場合に残るパターンについて枝分かれ状のものができることがわかった。このパターン形成の観察から、パターンの形成メカニズムに迫った。さらに、このパターンは通電も可能であることを明らかにした。この結果について、Advanced Materials Interfaces誌に論文が掲載された。