会場 F
領域 8, 12F-1

二次元量子反強磁性体 La2 CuO4 のナノ粒子における磁気サイズ効果
九工大工 A , 福岡大理 B之 , 香野淳
B重松裕一A , 新納健 A , 出口博之 A , 美藤正樹 A , 田尻恭B

最近，二次元量子スピンハイゼンベルグ型反する結果を得た．このような大きな g 値を持つジ）付近のスピンの磁性が研究され，絶対零度ジ効果に起因するのではないかと推測される．

強磁性体において，有限な二次元面の端（エッLCO ナノ粒子の示した特異な振る舞いはエッにおいて磁化率が負に発散するというエッジ効果がシミュレーションで予想された． La2CuO4（以下 LCO）は二次元量子スピンハイゼンベルグ型反強磁性体の典型物質である．我々はLCO ナノ粒子を研究対象とし，その磁性とエッジ効果について調べることを研究目的とした．
KEK,PF にて合成した試料の粉末 X 線回折実
験による結晶構造解析を行い，約 27 nm の粒子サイズを持つ LCO ナノ粒子が合成されていることを確認した．磁化過程および直流磁化率測定と ESR 測定を行い，ナノ粒子の磁性を調べた．図 に 5K における LCO ナノ粒子の磁化過程を示す．磁化は g = 6.25 を用いて S = 1/2 のBrillouin 関数で磁化過程をフィッティングすることが出来た．また ESR 測定結果より LCO ナ

ノ粒子は g = 5.5 と大きな値を持つことを示唆

54

F-2

YBCO 超伝導セラミクスのグレイン間グラスおよび超伝導転移の磁場依存 II
九工大工 A , 京都工芸繊維大基盤科学 B , 徳島大院総合科 C
口貴大 A , 出口博之 A , 美藤正樹 A , 萩原亮 B , 小山晋之 C

KO ChunhsunA , 山

非線形磁化率のピーク温度より決定した．図

銅酸化物超伝導体のサブミクロンサイズのに Tc2 の磁場依存性を示す．H ¡ 20 G では磁グレインの焼結体は，0 結合とπ結合がランダ場の増加とともに Tc2 は上昇する．H ¿ 50 G

ムに配列したジョセフソン結合ネットワーク系とみなすことができる．我々は YBa2Cu4O8では磁場の増加により Tc2 は減少しているが，セラミクス試料について磁気測定および電気その磁場依存は理論式と良い一致が見られた．

抵抗率の精密測定を行い，グレイン間のカイラルグラス転移について調べている．前回はYBa2Cu4O8 セラミクスのグラス転移およびグレイン間超伝導転移の低磁場 (H¡4 G) における磁場依存性を報告した．

今回は，高磁場でのグラス転移温度 Tc2 およびグレイン間超伝導転移温度 Tc3 の磁場依存性を調べ，カイラルグラスの理論と比較することを目的とした．グレイン内超伝導転移温度 Tc1=81 K は直流磁化測定の温度依存より求めた．Tc2 はF-3

カイラル磁性体 CrNb3 S6 のカイラルソリトン格子特有の磁化挙動
九工大工 A , 広大キラル物性研究拠点 B , 広大院理 C , 放送大 D , 大阪府大院工 E ,郎

B,D, 戸川欣彦

鶴田一樹A , 美藤正樹 A,B , 高阪勇輔 B,C , 秋光純 B,C , 岸根順一

B,E, 大隅寛幸 F , 井上克也 B,C

カイラル磁性体 CrNb3 S6 は、ジャロシンス

直下の約 1.6 kOe で、磁化の離散的な応答の観キー・守谷相互作用と交換相互作用の競合によっ測に成功した。て、右巻きもしくは左巻きのみのらせん磁性を0.995示す。そのらせん軸（c 軸）に垂直に磁場を印加することで、スピンのマクロな位相秩序であ0.99るカイラルソリトン格子（CSL）が出現する。

M / Ms印加磁場の大きさに対する CSL の周期はソリトン数に由来するため離散的である。それに伴10.985

い、10 µm オーダーの試料では電気抵抗が離T=5K
H!c散化することが報告されている（Y. Togawa et

0.8M / Ms

理研/SPring-8F0.6al., to be published in Phys. Rev. B）。この

0.98

CSL 特有の離散的な応答を 1 mm オーダーのバルク単結晶試料で SQUID を用いて磁化として検出し、CSL 形成過程の物性を明らかにする

0.40.2001000 H [Oe] 2000

3000

ことが目的である。

0.975
1600 1610 1620 1630 1640 1650
H [Oe]

る 5 K での M -H カーブの拡大図を示す（イン!1. "#$%&'(CrNb3S6)*%+,-./012345 K5)M-H"67

図 1 に CrNb3 S6 のバルク単結晶試料におけセットは全体図）。減磁過程において飽和磁場55F-4銅酸化物超伝導体 Hg(Re)-1223 に対する一軸性圧縮効果九工大工 A , 物材機構 B

前田真之介A , 緒方和馬 A , 鶴田一樹 A , 美藤正樹 A , 堀出朋哉 , 松本要 , 原裕 , 竹屋浩幸 B , 高野義彦 BAA

B

水銀系銅酸化物超伝導体の超伝導転移温度(Tc ) は高圧力下では上昇することが知られている。Hg-1223 は銅酸化物超伝導体の中で最も高い常圧での Tc を示し、2013 年には 15GPa の静水圧力下で 153K の Tc が報告された [1]。しかし、静水加圧が Tc を一番効果的に上昇させる歪み印加方法とは限らない。そこで、本研究では、!

Hg サイトが一部 Re で置換された Hg-1223 単結晶に対して一軸性圧縮実験を行った。圧力発生装置は DAC を用い、交流磁化率測定によりマイスナー信号を観測し Tc を決定した。初期の Tc からの応力による変化量を図１に示す。静水圧力!と一軸性圧縮 (P⊥ c ,P//c ) ではそれぞれ特徴的な応力特性を示した。特に、静水圧力では 10GPa以降に再度上昇が確認された。[1]N. Takeshita!"

et al., J. Phys. Soc. Jpn. 82, 023711 (2013).

! #$%&!"#$!

!
!

F-5

価数転移を示す EuPdP の高圧下電気抵抗
九大院理 A , 東大物性研 B
床美也 B , 和田裕文 A

甲木義人A , 梅田真史 A , BosenWangB , 光田暁弘 A , 上

層状六方晶 Ni2 In 型構造を持つ EuTX 系化合物 (T = Pt, Pd, Ni X = P, As) は、2+n/6 (n =1,2,3,4,5) の Eu の平均価数を示し、これらの価数間で価数転移を起こす。１つの物質で複数の価数転移を示したり、特定の価数を示すことから注目されている。これまで我々は、EuPtP について研究を行い、c 面内には同価数の Eu が整列し、n=2(ベータ相) では c 軸方向に…2+2+3+2+2+3+…と積層していること、n=3(ガンマ相) では、…2+3+2+3+…と積層していることを明らかにした。

また、圧力下の電気抵抗において、複数のブロードな山が新たに観測され、より 3 価方向への価数転移や価数秩序相の存在を示唆する結果が得られている。本研究では、常温・常圧でより 3 価寄りの平均価数を持つ EuPdP に着目した。EuPdP は、T1 = 480K で価数転移を示し、T1 以上ではn=2(ベータ相)、T1 以下では n=3(ガンマ相) である。また、TN =7.5K で反強磁性転移を示す。過去に、室温における高圧下 X 線回折 (XRD) によって P = 2.5GPa 付近で n=4(デルタ相) への価数転移が報告されている。そこで圧力と温度を変化させて、より詳細に物性を調べることを目的として、磁化、電気抵抗を測定した。P=1.6GPa, T=100K 付近で磁化や電気抵抗に異常が出現し、圧力と共に高温へシフトする様子が観測された。上述の XRD の結果と併せてこの異常はガンマ→デルタの価数転移と考えられる。更に高圧領域では、P=4.0GPa, T=200K 付近に更なる価数転移と予想される異常が観測された。それ以外にも、P=2.0GPa 付近で磁気秩序の消失、P=3.0GPa 以上、T=50K 以下で近藤効果的な電気抵抗の振舞、P=6.0GPa 以上で新たな電気抵抗の上昇などが観測されている。詳細については当日の講演で報告する。

56

F-6

幾何学的フラストレート系イリジウム酸化物 Ca5 Ir3 O12 におけるキャリアドープ効果
九州工大院工 A , 九州工大工 B , 北大院理 C

島亮 C , 日夏幸雄 C , 中村和磨 A , 松平和之 A

安國友貴A , 福岡亮佑 B , 前田賢 A , 分

イリジウム酸化物 Ca5 Ir3 O12 (六方晶) は Ir イオンの価数が+4.67 と中間価数状態にあり，IrO6辺共有からなる 1 次元鎖が三角格子をなした幾何学的にフラストレートした強相関 5d 電子系物質である [1]。その電気伝導性は半導体的であり、7.8K 以下で反強磁性秩序を示すことが報告されている [1,2]。

我々は強相関 5d 電子系 Ca5 Ir3 O12 のキャリアドープを行うことで新奇な輸送特性を創出することを目的に研究を進めている。今回，Ca サイトの Bi および La 置換によって，Ir サイトへのキャリアドープ（電子ドープ）を行った。磁化，電気抵抗および熱電能におけるキャリアドープ効果について報告する予定である。

[1] M. Wakeshima, et. al.: Solid State Commun., 125 (2003) 311.
[2] G. Cao, et. al.: Phys Rev. B, 75 (2007) 134402.

F-7

液晶電気対流パターンの 3 次元観察
九大理 A , 九大院理 B之B

高田哲弘A , 田村優太 B , 高橋健太郎 B , 岩下靖孝 B , 木村康

負の誘電異方性を有するネマチック液晶にしるために、FCPM を用いて観察すると図 (a)が発生し、様々な対流パターンが現れる。光学上昇に伴い図 (b) 格子状のパターンが出現

きい値以上の交流電圧を印加すると、電気対流の よ う な 縞 状 パ タ ー ン が 観 測 さ れ る 。電 圧活性を有するコレステリック液晶においても同す る と 、厚 さ 方 向 に も 図 (c) の よ う な 特 徴

様に多彩な電気対流パターンが出現する。本研的な構造が出現することが明らかとなった。

究では、ネマチック液晶に少量の光学活性体を加えて作成したピッチの長いコレステリック液晶を用い、蛍光共焦点偏光顕微鏡 (FCPM) により電気対流の 3 次元構造観察を行った。

FCPM 法は蛍光共焦点顕微鏡と偏光顕微

鏡 の 両 方 の 性 質 を 合 わ せ 持 つ た め 、液 晶 配
向状態を３次元的に観察することが可能となる。電場を印加しない状態でコレステリッ
ク液晶はらせん状に配向方向がねじれてい

57

F-8

コレステリック液晶電気対流中での粒子ダイナミクス
九大院理 A , 九大理 B

高橋健太郎A , 高田哲弘 B , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

平衡系で液体中のコロイド粒子は、周りの液体から受ける熱的な揺動によって駆動される。

ターンが現れる。

一方、液晶の配向がねじれたコレステリック

一方で、エネルギーの注入と散逸を伴う非平衡液晶の電気対流はそのねじれ状態のためにネマよって輸送される。このために粒子は平衡系とえば、ある条件下では対流の閾値電圧 VC を越え散逸系におけるコロイド粒子は非熱的な揺動にチック液晶とは異なる対流構造を形成する。例は異なるダイナミクスを示し、近年、生物系なると格子状の対流パターンが現れる。ここに分どの非熱的駆動場を用いて非平衡系の解明を目散したコロイド粒子は、格子対流に駆動されな指した研究が盛んに行われている。

がら二次元的に輸送・拡散していく様子が見ら

我々は、比較的容易に制御可能な非平衡場とれた (下図)。当日はこの研究の詳細を報告する。

して液晶電気対流系を用いて、その中での粒子ダイナミクスに関する実験を行った。液晶電気対流とは、プレーナー配向した負の誘電率異方性・正の導電率異方性を持つネマチック液晶と不純物イオンを含む液体に交流電圧を印加すると、ある閾値電圧 VC 以上の電圧下で不純物イオンが対流を誘起し、それに伴う電場変化により液晶分子が対流に対応して配向方向を変化する現象である。

ネマチック液晶では閾値電圧 VC を超えると、!"#$%&'()*+,-./0123456789:;-<=>?@':AB5C7DEF+GH+IJKµLD

ロール対流が平行に並んだ構造をとった対流パ

F-9

ヤヌス粒子構造体のプラズモン共鳴
九大理 A , 九大院理 B

吉原公貴A , 岩下靖孝 B , 木村康之 B
はかなりランダムであり、金面間の凝集の他、金属ナノ粒子（構造体）の自由電子は、電磁金−シリカ面間、シリカ面間の凝集も見られた。

波に対する共鳴的な応答、いわゆるプラズモン共鳴を示す。我々は、誘電体微粒子の半球に金属を蒸着した「金属ヤヌス粒子」の自己組織化による金属メソ構造をプラズモン材料に応用することを目的とする。本研究では、金を蒸着させたヤヌス粒子の金面をイオン性チオールで修飾した。この粒子を NaCl 水溶液に分散し、塩濃度によるヤヌス粒子の凝集構造の制御に取り組んだ。DLVO 理論によると、金面間には強い van der Waals 力が働くため、静電斥力を遮蔽していくと金面のみが凝集すると予想される。図で示したように、塩濃度を高くすると凝集が促進された。図 (c) では、その構造

58

F-10

ネマチックコロイドを用いた異方的構造体
九大院理 A

田村優太A , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

コロイド分散系の研究は、主に等方的な溶媒ル中で dipole 型粒子からなる非最密充填構造行われてきたが、近年、液晶のような異方的なに交流電場を印加したところ、構造体が可逆体の作製に成功した。また、コロイド構造体中に等方的な粒子を分散させた系を対象として的に大きく収縮することがわかった。（下図）

溶媒を用いた系での研究が行われている。液晶中にミクロンサイズのコロイド粒子を分散させ25(% )ると、粒子自身が液晶の配向欠陥となり、その近傍に新たな配向欠陥が生じる。その結果、粒Shrinkage

子間には液晶の弾性歪みを介した長距離かつ異方的な相互作用が働くことが知られている。

本研究では、分散する溶媒を異方的な流体

0V

205µm

15106V!"#$"#

5%&"#であるネマチック液晶にすることで誘起され5µm00

2 3 4 5 6 7
Voltage (Vrms)'()*+,-./0123456789:

る相互作用を利用し、さまざまな 2 次元コロイド構造体を作製した。作製に際しては、光ピンセットを用い、粒子位置の操作とともに1欠陥の方向の制御も行うことで、垂直配向セ

F-11

光フィードバック下の液晶空間光変調器における確率共鳴 2
大分大学大学院 A , 別府短大 B

貫田周吾A , 後藤善友 A,B , 長屋智之 A

確率共鳴現象とは、最適雑音強度で出力にの遷移は起こらないが、ノイズを加えると 2 つあり、この際雑音の特性を変えるとその共鳴特双安定状態における光強度の周期的な変化に対最大の信号対雑音比が実現されるという現象での状態間を周期的に遷移する。これは、図 2 の性が変化することが知られている。光の位相制応している。この周期的な変化は、確率共鳴現御デバイスである液晶空間光変調器 (SLM) を

図 1 に示す光フィードバック下で動作させると，ある条件で液晶の傾き角が 2 つの角度で安定に象の特徴的な応答である。この系での確率共鳴現象についての実験結果および考察を報告する。

なる双安定性が発現する。このため、印加電圧を上下させると傾き角を反映する光強度にヒステリシスが観測される (図 2)。双安定性を持つ系では確率共鳴が発現する可能性が高いので、

図 1. 実験系

本研究では確率共鳴の有無を実験で確かめることにした。双安定領域において、SLM の駆動電圧に正弦的変調とノイズを加え確率共鳴現象を観測する。時間と光強度の関係の結果を図 3 に示す。ノイズがない場合、2 つの安定状態の間

図 2.V-I 特性59

図 3. 遷移図

F-12剪断場における MBBA-EBCA 混合液晶の電気対流とレオロジー
大分大学大学院 A , 別府短期大学 B , 北海道大学大学院 C 佐藤裕樹A , 後藤善友 A,B ,長屋智之 A , 折原宏 C

図 １ に 示 す 実 験 系 で 、誘 電 異 方 性∆εが 負 の

p-methoxybenzylidene-p’-n-butylaniline(MBBA) に ∆ε が正の p-ethoxy
benzylidene-p’-cyano aniline (EBCA) を 0.5から 2.5wt%の間で混合し、∆ε を変化させた

MBBA-EBCA 混合液晶の見かけの粘性測定の実験とその対流構造について前回報告した。せん断場と電場の下で、低電圧領域では全ての図1. 実験システム

濃度の混合液晶は液晶電気対流 (EC) が発生した。高電圧領域では、混合液晶の ∆ε が 0 付近の特定の場合において、乱流でありながら周期構造を持った縞模様が現れた。

せん断場が乱流状態の発生にどの様に

関 わ る か 、縞 模 様 が 発 生 す る 特 定 の 場 合に お い て 、乱 流 状 態 か ら 縞 模 様 の 核 成長の様子について今回詳細に報告する。

(a)170V(b)0V

図2. せん断場と電界下での対流観察:EBCA1.9wt%（!"#$%$&'(）

F-13

多角形粒子による Pickering Emulsion
九大理 A , 九大院理 B

小池涼太郎A , 岩下靖孝 B , 木村康之 B

我々は Pickering emulsion（PE）に多角形a粒子を用い、液滴形態やサイズを制御することを目指し研究を行っている。今回は SU-8 と呼ばれる樹脂からなる直方体粒子（2.5um ×7.5um）を用いた。この粒子の片面に金を蒸着し、金面を親水化することにより強い両親媒性を付与した。粒子を水およびドデカンと混合したところ、粒子は親水面を水側にして液-液界面を被覆し、かつ粒子形状を反映した充填構b造（粒子が平行に配列）を示した（図 a）。次に粒子をドデカンと少量の水と混合し PE を作c

成し、液滴の形態を調べた。すると、液滴サイズが大きい場合は単純に球形に近い形状が形成されたが（図 b）、液滴のサイズが粒子のサイズに近い場合は異方的な液滴も観察された（図 c）。これは PE 化により液-液界面で粒子がかなり密に充填されるため、粒子形状に由来する幾何学的効果が影響したものと考えられる。

60! " #$%&'()*+,-./ 01'2345678'9:';<4=>?/ @A
B ! CDEFG/ H@AB ! CIJKE
FG/LMNOPQRST5UVWXYWZLM! /F-14

コロイド粒子系のダイナミクス
九大院理 A

永徳はるかA , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

光学顕微鏡を用いたコロイド粒子の実空間観

Mie によ る球 に 対す る 厳密 な 理論 、お よ び

察によるダイナミクスの研究は広く行われてきRayleigh-Sommerfeld 理論による再構築像を用いて解析し、両者の結果を比較検討をした。

た。しかし、多くの研究は焦点面近傍における２次元の位置情報を用いたものであり、３次元的なダイナミクスの研究は十分とはいえない。
近年、コリメートされたレーザー光を照明として用い、粒子による干渉パターン（ホログラム）を観察するホログラフィック顕微鏡を用いた３次元ダイナミクスの研究が行われている。

!"#!

例として図には水中に分散させたポリスチレン粒子を用いて作られるホログラムを示す。

"#$%&'()*+,(-.-/0$$$$$$$$1223456789:;!

本発表では得られたホログラムを Lorenz-F-15

電場下のネマチックコロイド粒子間相互作用
九大院理 A

河村隆弘A , 田村優太 A , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

ネマチック液晶中にコロイド粒子を分散させると、粒子が液晶の配向秩序を乱すために、その近傍に新たな欠陥が誘起される。このとき粒子間には液晶の弾性歪みを介した長距離かつ異方的な力が働く。

本研究では、正の誘電異方性をもつネマチッ

ク液晶とコロイド粒子の混合系を水平配向セルに封入し、セル厚方向に交流電場をかけて粒子位置の変化を顕微鏡で観察した。次に、粒子同士が引力により接近する様子を動画で撮影し、!"#$%&'()*+,- z )./0123456

その画像を解析することにより液晶中のコロイド粒子間に働く力を測定した。

その結果、電場を加えるとフレデリクス転移のしきい値電圧（〜0.8V）以下でも粒子の安定な位置がセル厚方向に移動すること（図 1）、対応した電場下では粒子間力はほとんど変化しない（図 2）ことがわかった。詳細は当日発表する。

!7#*+89 F ):;<*+8=> R/a 0123456
R##*+8=>?a##*+@A

61

F-16

ラポナイトのエイジング現象へ一価の陽イオンが与える影響
九大院理 A , 同志社生命医科 B , 立命館大学理工 C尾浩次

藤井明彦A , 貞包浩一朗 B , 深C

ラポナイトは直径 25nm、厚さで一度形成された構造を壊し、構造の再形成面と側面がそれぞれ正と負に帯電する。ラポ

通じて一価カチオンの種類が試料の構造形成【緒言】を測定した例を図１に示す。これらの結果を1nm 程度のディスク状粒子であり、溶液中でのどのような違いを与えるのかを明らかにした。

ナイト懸濁液に NaCl のような塩を添加することで表面-側面間の近距離相互作用が優位に働くゲル構造が形成することが報告されている。本研究では LiCl、NaCl、KCl をラポナイ
ト分散液に添加した際の粘弾性挙動の変化を測定し、塩の添加による静電遮蔽の効果に関する詳しい理解を得ることを目指した。【結果】塩濃度 9mM ラポナイト濃度 3.0wt%に調整した試料を十分エイジングさせ、固化した試料!"#$%&'()*+,-./012345678%9':;<1にレオメーターを用いてずりを印加すること

F-17

界面活性剤溶液の臨界現象と添加塩の効果
九大院理 A

清田翔A , 鴇田昌之 A
れも流体系とは明らかに異なる値が得られた。

ミセル溶液系の 2 液相分離に関する臨界特異性は、流体系に類別されるユニバーサリティクラスのそれらと良い一致を示す結果がある一7271も報告されている。 本研究では、この種のミ70

純水系

セル溶液系の臨界現象から臨界普遍性の新しい

69

NaCl 添加系側面を見出すことを目的として、代表的な非イ

68

オン性界面活性剤である Triton X-100 の水系、添加塩系での相図および臨界指数を求めた。

温度 [℃]

方、明らかな臨界普遍性の破れを示唆する結果

PTSNa 添加系

676665

まず、アッベ屈折計を利用して、相分離後の界64

面活性剤希薄相の濃度を求め、2 相の体積比か63ら濃厚相の濃度を求めることにより、各系での62相図を決定した（図）。 さらに、この共存曲線0から各系での臨界指数βを求めたところ、いず123456789 10 11 12 13 14

TritonX‐100 濃度 [wt%]

62

F-18

力双極子集団が生み出す非ガウスな統計分布
九州大学大学院理学研究院 A

諸留寛大A , 水野大介 A , 栗原喬 A

アクティブマターや生体システムの多くは、す指標である Non-Gaussian parameter を見て衡系である。本研究では力生成体としての遊走る非熱ゆらぎにともなう分布について議論する。

メソスケールの力生成体により駆動された非平た。均質な連続体中の熱的なゆらぎの統計分布はガウス分布になる。短い時間スケール (Δ t≒ 0.03s) では熱ゆらぎが支配的なため遊走微生

10-110-210-310-410-5-6-400-2Displacement/

物の有無によらず全く同じ分布が観測されその1-61051041031022Displacement [10 m]
図１0.20Non-G aussian parameter

形状はガウスであった（図１）。他方、遊走微生物による非熱的ゆらぎの効果が大きくなる時間
スケール (Δ t ≒ 0.40s）では用いるプローブ粒子径に依存して分布形状はガウスにも非ガウスにもなり得る（図１）。分布の非ガウス性を表

F-197

粒径2.0（培養液）
10
粒径2.0（培養液+大腸菌）
粒径10.3（培養液）
粒径10.3（培養液+大腸菌） 106

粒径2.0μm（培養液）
粒径2.0μm（培養液+大腸菌）
粒径10.3μm（培養液）
粒径10.3μm（培養液+大腸菌）

0-1

Probability Density × 

粒子の軌跡を観測し、ゆらぎの確率分布を求め10Probability Density [m ]微生物が懸濁した溶液中に分散させたコロイドも明らかである。
（図２）当日は粒径や濃度によ

粒径2.0μm（培養液）
粒径2.0μm（培養液+大腸菌）
粒径10.3μm（培養液+大腸菌）

0.150.100.050.00

456 7 8 920.1

3456 7 8 91T ime (s)
図２細胞のマイクロレオロジー
九州大学理学部 A , 九州大学理学府 B

梅田勝比呂A , 西澤賢治 B , 本田菜月 B , 水野大介 B

生きた細胞内では、非熱的な力により巨大な日は細胞周期による細胞内環境変化が細胞内揺らぎが生み出されている。こうした非平衡力学環境に与える影響について詳細に議論する。

系の力学的振る舞いを理解するためには、光10G', G'' [Pa]

捕捉技術を応用したマイクロレオロジー法により、内部に埋め込んだ粒子の揺らぎと応答を計測することが有効である。本研究では３次元フィードバックを用いて、巨大な揺動を示す細胞内の粒子の動きを自動で追跡することでこれを実現した。フィードバック下での10104$%&'()*+,-!".
/-!""+01234)5!
67#$!897%&#'&(!:;+<=>?5!

!"!!G’#!G”!
32

110-110

揺らぎ応答を解析することで、周辺媒質中で010

110102103410Frequency [Hz]生成されている力と力学特性を同時に求める:;0!.@ABC+DEF5! #$!%$&!"
GHIJ76CK@ABCL
M#$!+:;5!

ことができる。本研究ではさらに、Fucci 技術による核の蛍光発色によって細胞周期をリアルタイムで観察しつつ、これを実行した。当63!"!"F-20非平衡ゲルにおける非ガウス揺らぎの数値解析九大理 A , オックスフォード大 B
大介

棚町昂平A , Heev AyadeA , Irwin ZaidB , 水野A

平衡、非平衡を問わず、ミクロな系において的解析の詳細を実験結果と比較しつつ報告する。

自発的に生成する揺らぎを観測することは、系の振る舞いを理解するために有用である。例えば典型的な非平衡系である細胞内では、細胞骨格 (アクチン) と分子モーター (ミオシン) の相互作用により、生命活動に必須の非熱的な力が生成される。この力生成機構の中核的な要素であるミオシン、アクチンからなる、再構成モデル系 (アクチン・ミオシンゲル) では、裾野の広い非ガウス分布を示す特異な揺らぎが観測される。今回、この非ガウス性の起源を明らかにするため、ミオシンの力生成に伴って周囲の弾性ゲルに生じる揺らぎの統計分布を理論的、および数値的に解析した。使用したモデルでは、空間中に乱雑に分布したミオシンによるprocessive な力生成が、ポアソン過程に従うアクチンからの脱離によって消失することを仮定している。当日はこのモデルの理論的・数値

F-21

遊走微生物ゲル中の非平衡揺らぎ
九州大学大学院理学府物理学専攻 A , 九州大学理学研究院物理学部門 B 奈良周平A ,栗原喬 A , 水野大介 B

細胞の力学特性は、内部の生体高分子が形成するネットワークゲルによって主に決定される。平衡状態における絡み合いゲルは、熱的なゆらぎにより自発的に絡み合いがほどけて、流動化する。これが reptation と呼ばれる現象である。ことに細胞内部では、モーターたんぱく質が生成する能動的な力によって、熱的なゆらぎよりもはるかに巨大な非熱的なゆらぎが生成されている。こうした非平衡駆動が存在する絡み合い高分子溶液では、熱平衡状態よりも reptation が増強される可能性がある。本研究では、この enhanced reptation を観測するために、弾性体中を安定的に遊走する微生物 (スピロプラズマ) により、ポリエチレングリコール鎖からなる絡み合い高分子ゲルを非熱的に駆動した。ビデオマイクロレオロジーを用いて媒質中に分散させたコロイド粒子変位の非熱的なゆらぎを定量化すると共に、マクロレオメーターを用いてゲル粘弾性の周波数依存性を測定し、両者の関連性を考察した。

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