自己駆動粒子を用いた時空間発展現象

使用自驱动粒子的时空演化现象

• 批准号: 13J02138
• 负责人: 松田 唯
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02138/
• 关键词: Surface tension; Marangoni flow; Camphor; Collective motion; 自律運動; 非線形; モードスイッチング

気/液、液/液界面で、濃度差または温度差により生じる界面張力勾配によって駆動され、水深に依存して強くなる対流をマランゴニ流と呼ぶ。樟脳-水系では樟脳粒の自律運動と同時にマランゴニ流も誘起される。しかし、運動速度は表面張力差のみに起因すると考えられ、同時に発生するマランゴニ流の効果はあまり考慮されなかった。ここでは対称な樟脳円板と非対称な樟脳船の二種類の自律運動素子を用い、水深を変化させることでマランゴニ流の構造と強弱を変化させた。これによりマランゴニ流は樟脳船に対しては減速、樟脳円板に対しては加速の効果を示し、駆動力に大きくかかわっていることを見出した。これらの結果からこれまで表面張力差のみで議論されてきた駆動力について、周辺の流れ(マランゴニ流)の効果を加味する必要性を明らかにし、Chem. Phys. Lett.誌に“Acceleration or Deceleration of Self-Motion by the Marangoni Effect”のタイトルで採択された。周囲に自己と同様の個体が複数存在する条件での個体の運動をターゲットとした。組成の異なる自律運動素子(樟脳ゲル、樟脳粒)の分子密度や接触角の違いによってその集団運動が異なり、実験事実より集合の要因は「表面流」の異方性、および「毛管力」によると提唱した。加えて、複数の樟脳粒、樟脳ゲル双方を同時に水相に浮かべた際、樟脳粒、樟脳ゲルが相分離を起こし、同種のものが集合する現象を見出した。また、樟脳ゲルが樟脳円板を取り囲む様相も確認できた。また、経時的な集合の変化について動径分布関数を用いて解析を行い、見た目で判断していた「集合の度合い」について距離を基準とした指標を提案した。現段階で樟脳円板においては、表面流の構造から集合するメカニズムの礎は作成できたが、樟脳ゲルについては場のメニスカスの解消といった視点からアプローチをしていく予定である。

で 気 / liquid, liquid/liquid interface, the concentration difference ま た は temperature difference に よ り raw じ る interfacial tension hook with に よ っ て 駆 dynamic さ れ, water depth に dependent し て strong く な る flow seaborne を マ ラ ン ゴ ニ flow と ぶ. Camphor 脳- water system で で camphor 脳 grain <s:1> self-disciplined movement と and に ラ ラ ゴニ ゴニ flow induces される. し か し, movement speed は surface tension difference の み に cause す る と exam え ら れ, at the same time に 発 raw す る マ ラ ン ゴ ニ flow の unseen fruit は あ ま り consider さ れ な か っ た. こ こ で は said zhang 脳 な seaborne has drifted back towards &yen; plate と not said zhang 脳 な seaborne ship の two kinds の exercise self-discipline element child を を い, depth variations change さ せ る こ と で マ ラ ン ゴ ニ stream の と strength を variations change さ せ た. こ れ に よ り マ ラ ン ゴ ニ zhang 脳 ship flow は に し seaborne て は deceleration, camphor 脳 has drifted back towards &yen; plate に し seaborne て は accelerate の unseen fruit を し, 駆 motivation に big き く か か わ っ て い る こ と を shows し た. こ れ ら の results か ら こ れ ま で surface tension difference の み で comment さ れ て き た 駆 power に つ い て, zhou 辺 の flow れ (マ ラ ン ゴ ニ flow) の unseen fruit を flavored す る necessity を Ming ら か に し, Chem. Phys. Lett. the publication に "Acceleration or Deceleration of Self-Motion by the Marangoni Effect" に タ ト ト で で 択された. Zhou 囲に himself と similar <s:1> individual が complex number exists する conditions で <s:1> individual <s:1> motion をタ をタ ゲットと た た た Son of の different な る exercise self-discipline element (zhang 脳 ゲ ル zhang 脳 grain), molecular density の や contact Angle の violations い に よ っ て そ の 団 sports が different な り, be 験 things be よ の り set by は "surface flow" の different sex, お よ び "capillary force" に よ る と mention sing し た. Add え て, zhang zhang 脳 脳, plural の ゲ ル を both at the same time に water phase に floating か べ た interstate, zhang zhang 脳 脳, ゲ ル が phase separation を up こ し, same の も の が collection す を る phenomenon shows し た. Youdaoplaceholder0, camphor 脳ゲ 脳ゲ が が camphor 脳 yen plate を take the <s:1> 囲む sample and また confirm で た た た. ま た and 経 な collection の variations change に つ い て dynamic number of diameter distribution masato を with い て parsing を い, た mesh で judgment し て い た "set の degrees い" に つ い て distance を benchmark と し た indicators proposed を し た. Zhang 脳 now Duan Jie で has drifted back towards &yen; plate に お い て は, surface flow の tectonic か ら collection す る メ カ ニ ズ ム の development は made で き た が, camphor 脳 ゲ ル に つ い て は field の メ ニ ス カ ス の null と い っ た viewpoints か ら ア プ ロ ー チ を し て い く designated で あ る.

项目成果

樟脳粒子グループによる時空間パターン

樟脑颗粒群的时空模式

• 发表时间: 2016
• 作者: 松田唯;末松J.信彦;北畑裕之;井倉 S. 弓彦;中田聡
• 通讯作者: 中田聡

光で振る舞いを変える樟脳(ポスター)

樟脑的行为随光而变化（海报）

• 发表时间: 2013
• 作者: 宮地達也;松田唯;吉井美優;中田聡;安倍学
• 通讯作者: 安倍学

Acceleration or deceleration of the self-motion by the Marangoni effect

马兰戈尼效应引起的自运动加速或减速

• 发表时间: 2014
• 作者: Yui Matsuda;Nobuhiko J. Suematsu;Hiroyuki Kitahata; Yumihiko S. Ikura; Satoshi Nakata
• 通讯作者: Satoshi Nakata

マランゴニ流構造に依存した自律運動(口頭)

自主运动（口头）取决于马兰戈尼风格结构

• 发表时间: 2013
• 作者: 松田唯;末松J. 信彦;北畑裕之;中田聡
• 通讯作者: 中田聡

アゾ化合物単分子膜上での樟脳運動の光応答(ポスター)

偶氮化合物单层上樟脑运动的光响应（海报）

• 发表时间: 2013
• 作者: 宮地遠也;松田唯;吉井美優;中田聡
• 通讯作者: 中田聡