会場 F
領域 9, 12F-1

第一原理分子動力学法に基づく等温酸化還元反応による水分解機構の解明
熊大院自然 A , 南カリフォルニア大 B 三澤賢明A , 高良明英 A , 下條冬樹 A , Aiichiro

NAKANOB , Rajiv K. KALIAB , Priya VASHISHTAB
燃料電池に関する技術の進展とともに、より効率の良い水素の生成手法を開発する重要性が高まっている。現在、効率的に水素を生成する手法の一つとして等温酸化・還元サイクルによる水分解の手法がある。(C. L. Muhich et.al., Science, 341, 540 (2013).) これは高温環境下で金属酸化物の酸化・還元反応を繰り返すことで水分子から水素分子を得る手法である。本研究では手法の効率の向上と更なる低コスト化のため、第一原理分子動力学シミュレーションを用いて酸化・還元反応を再現し、反応機構を解明することを目指している。

（還元反応過程）還元反応過程ではアルミナとコバルトフェライトの熱還元反応 CoFe2 O4 + 3Al2 O3 → CoAl2 O4 + 2FeAl2 O4 + 0.5O2によって酸素原子が放出される。シミュレーションではこれらの反応物のスラブモデルを構成し温度を上昇させることで反応の再現を試みた。シミュレーションの結果 Al2 O3 /CoFe2 O4 界面において酸素原子間の結合が観測された。これらの結合強度を調べるため酸素原子間の Bond Overlap

Population を解析した結果、温度の上昇に伴い結合強度が増大していることがわかった。 （酸化反応過程）酸化反応過程では還元反応過程で得られたコバルトスピネルとヘルシナイトを高温の水蒸気と反応させ、酸化反応 CoAl2 O4 + 2FeAl2 O4 + H2 O → CoFe2 O4 + 3Al2 O3 + H2 を起こすことで水素分子を得る。シミュレーションでは Co5 Fe11 Al32 O64 クラスターを水分子で取り囲み、温度を上昇させることによって反応の再現を試みた。シミュレーションの結果、温度の上昇に伴いクラスター表面における水分子の吸着・解離反応が起こり、Grotthus 機構によって水中に H3 O+ とOH− が生じることがわかった。これらの反応が水素分子の生成に関与していることが期待される。

61

F-2

トンネル拡散により生じる金属ナノコンタクトへの水素吸蔵現象の研究
九大院工 A , 東大物性研 B , 金沢大教育 C , 九大院総理工 D

高田弘樹A , 家永紘一郎 B , 上野裕輔 A , 稲垣祐次 A , 辻井宏之 C , 橋爪健一 D , 大塚哲平 D , 河江達也 A
低温における金属中水素の拡散にはトンネル効果が寄与していると考えられている。我々は、水素吸蔵実験で得られた結果について報告する。

このトンネル拡散による水素吸蔵の進行を直接観測することを目的として、MCBJ 法（Me-chanically Controllable Break Junction）により作成した Pd ナノコンタクトへの、液体水素中における水素吸蔵実験を行ってきた [1] 。これによってトンネル効果による Pd への水素の吸蔵・拡散を示唆する結果を得ている。そこで同
じく水素吸蔵金属である V(バナジウム) に対し同様の手法により水素吸蔵実験を行った。図にH2 導入に伴う Pd ナノコンタクトの微分伝導特性の経時変化を示す。H2 の導入に伴いその特性に明瞭な変化が生じている。この結果に対して V では Pd の結果とは異なる変化を示す結果が得られた。本講演では V ナノコンタクトへのF-3

V,Nb ナノコンタクトにおける超伝導特性のサイズ依存性
九大院工 A , 東大物性研 B , 金沢大教育 C
稲垣祐次 A , 辻井宏之 C , 河江達也 A

MCBJ（Mechanical Controllable BreakJunction）法を用いて、超伝導金属ナノコン

上野友輔A , 高田弘樹 A , 家永絋一郎 B ,れた結果について詳細に報告する。[1]H.Akohand A.Tasaki ,J.Phys.Soc.Jpn.42,791(1977)

タクトを作成し、そのコンタクトサイズを変化させながら測定が可能である。我々のグループ

V 4.5Kではこの方法を用いて V（バナジウム) ナノコンタクトについて研究を行ってきた。これまでの研究から超伝導 V の単原子接点において Fanoカーブでよく再現される超伝導とは異なったゼロバイアス異常を観測している (図 1)。我々はこの原因を V 微小化により磁気モーメントが出 現[1]したからではないかと考えている。この原因を追究するために Nb(ニオブ) の測定を行った。
本講演では V と Nb について実験によって得ら

62

F-4

金属中重水素の量子現象に関する研究
九大工 A , 九大院工 B , 東大物性研 C , 金沢大教育 D , 九大院総理工 E

川崎洋輔A ,

高田弘樹 , 上野友輔 , 家永紘一郎 , 稲垣祐次 , 辻井宏之 , 橋爪健一 E , 大塚
B

BCBD哲平 E , 河江達也 B

低温における金属中水素の拡散にはトンネル効果が寄与していると考えられている 。こ の ト ン ネ ル 過 程 を 研 究 す る た め 我々は、MCBJ(Mechanically Controllable BreakJunction) 法を用いて金属ナノコタクトを作製し、そこで生成される弾道電子を利用することで金属中への水素吸蔵のその場観測実験を行っている。この方法の特徴は、水素の吸蔵量変化が伝導特性に直接的に表れる点である。図 1 は、V、T∼18K において H2 を導入した際の微分伝導特性の変化を表す。現在我々は、金属中重水素についても同様の実験を行っており水素の場合と違った結果を得ている。本講演では、重水素を吸蔵させた場合の結果について報告する。

F-5 



Vibrating wire 法を用いた金属内への水素吸蔵現象の研究
九大工 A , 九大院工 B

西村充貴A , 横王子穂香 A , 稲垣祐次 B , 河江達也 B

Vibrating wire(VW) 法はワイヤの固有振動数を測定することで、その周りを満たしている液体の粘性を調べる方法であり、例えば超低温における超流動 3He などの物性を調べる手法として用いられている [1]。

両端を固定したワイヤに交流電流を流し、磁場を印加することでローレンツ力にり機械的振動を発生させる。この振動振幅が最大となる固有振動数はワイヤのヤング率と密度に依存する為、水素吸蔵に伴うワイヤ自体の物性変化として金属の水素吸蔵特性の評価に使えるのではないかと我々は考えた。

本手法は超低温から高温までの広い温度範囲に適用でき、特にほとんど手付かずの液体窒素温度以下における金属の水素吸蔵・拡散特性の評価に威力を発揮するものと期待される。

現段階で、Pd や Nb などの細線を用いた真空中の予備実験では温度に対して極めて敏感に固有振動数が変化することを確認している。

今後、水素雰囲気下での測定を実施し、当日は開発の現状について詳細に紹介する予定である。

[1] Y. Nago et al. Phys.Rev.B82 (2010) 224511.

63

F-6

銅表面上におけるグラフェン形成のシミュレーション
福岡教育大学

物理教室 A丸谷雄太A , 三谷尚A

単層グラフェンを合成する方法の一つとして銅上蒸着 CVD 法がある。Cu(111) 表面上の合成において，銅基盤に対してグラフェンの被覆率が増大するにつれ，六角形である島が，銅基盤がほぼ完全にグラフェンで覆われた場合，モアレ模様が報告されている。我々は実験の再現を試み，グラフェンは Cu 上で物理吸着すると仮定し，モンテカルロシミュレーション（次の２種）を行った。

1. グラフェンの成長過程で，炭素原子は Cu(111) 上の炭素原子間の相互作用のみを感じ，六角格子上の離散吸着点を移動する。

2. シミュレーションにおいて，銅原子のみが，銅原子間の相互作用エネルギーとグラフェンポテンシャルを感じ，連続自由度で移動する

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子のメインピークと，周辺の 6 個のサテライト!

が観察され，その構造因子像では，銅の基本格!

1. では実験と同様に六角形の島が形成された。2. では図の様にモアレ模様  !と仮定し行った。

が現れ，後者はモアレの超格子構造に対応する。

F-7

イオン液体 [bmim][BF4] の NMR
九州大学大学院理学府 A , 崇城大学工学部 B , 九州大学理学研究院 C町田光男 B , 木村康之 C

松岡良春A ,

イオン液体は、イオン性物質でありながら融点が 373K(100 ℃) 以下の物質である。化学的安定性や低蒸気圧などの性質があり、溶媒や潤滑材などへの応用が期待されている。しかしその基礎的な物性には未解明な点も多い。そᅗ 1㸸bmimBF4 ࡢᵓ㐀ᘧ

こで、カチオンが bmim、アニオンが BF4 のイオン液体 bmimBF4(図 1) を試料として選択

liquid1
liquid2
liquid3
supercooledglass0.5

した。bmimBF4 は融点が 200K、ガラス転移0.40.4を用いて bmimBF4 のスピン-格子緩和時間 T1ܶଵ ሾሿܶଵ ሾሿ点が 180K である。本研究では、NMR 分光法

0.3と二次モーメント M2(図 2,3) を測定した。こliquid1
liquid2
liquid3
supercooled
glass

0.5

0.3

0.2

0.23の結果を用いて、液体、過冷却液体、ガラスの456ͳͲͲͲΤܶ ሾ‫ି ܭ‬ଵ ሿ

73

456

ͳͲͲͲΤܶ ሾ‫ି ܭ‬ଵ ሿ7ᅗ22㸸ࢫࣆࣥ̿᱁Ꮚ⦆࿴᫬㛫ࢫࣆࣥ̿᱁Ꮚ
T1(ᕥ㸸෭༷㐣⛬ࠊྑ㸸ຍ⇕㐣⛬)ࠊྑ㸸ຍ⇕㐣⛬)各状態におけるプロトンの活性化エネルギーな後、135K から 305K まで加熱) の 2 つの過程について 5K 間隔で行った。詳細は当日報告する。

0.8

0.8

00.6

0.60liquidsupercooledglass‫ܯ‬ଶ ሾ ଶ ሿ‫ܯ‬ଶ ሾ ଶ ሿまで冷却) と加熱過程 (室温から 130K まで急冷1liquidsupercooledglass1どを求めた。測定は冷却過程 (305K から 140K

00.400.40.20.200150200ܶሾ‫ܭ‬ሿ2250300150200ܶሾ‫ܭ‬ሿᅗ 3㸸2 ḟ࣮࣓ࣔࣥࢺ M2(ᕥ㸸෭༷㐣⛬ࠊྑ㸸ຍ⇕㐣⛬)

6425250300低温下における車軸藻原形質顆粒の滑り運動に関する研究

F-8

佐世保工業高等専門学校 A , Durham UniversityB

三橋和彦A , Chris SaunterB ,John Girkin

B

植物細胞の原形質は、一見液体のように見えるが表層の膜状構造には多数のミオシン XI が結合している。そのため細胞壁内側にアクチン束が配向していると、原形質が結合し一方向に滑り運動をする。これが細胞内全域に及ぶ現象を原形質流動と呼ぶ。流動の形成過程では、多数のミオシンが確率的に原形質を駆動していると考えられる。しかし一分子が生ずる力 ( 10 pN) は熱揺らぎの中で急速に失われる程小さく、個々の駆動力がどのように統合されているかに関しては全く理解されていない。この過程を明らかにするには、流動中の確率過程を詳細を知る必要がある。 そこで本研究では、5 ℃未満の冷温下において多数の原形質顆粒の滑り運動を画像計測し速度分布を求めた。車軸藻の一種フラスコモ (Nitella Axilliformis) の原形質は、半径 0.6-0.7 micron 程度の大きな顆粒と半径 0.3-0.4 micron 程度の小さい顆粒を含む。本研究では、大きい顆粒に関しては最大約4,000 の軌跡を、小さい顆粒に関しては同 10,000 程度の軌跡を解析した。その結果、速度分布は0-30micron/s の範囲で概ね指数分布に従い、この傾向は粒径に依存しないことが分かった。ただし分布の減衰率は，半径 0.66 ± 0.06 micron に対する減衰率は 4.17 ± 0.55 micron/s、半径 0.38± 0.04 micron に対し 2.90 ± 0.26 micron/s が得られ、顆粒の粒径が大きい程大きな値となった。
この結果は、流動機構そのものは本速度域で一貫しているが、サイズによるパラメター依存があることを示唆している。

剪断場における MBBA ー EBCA 混合液晶の電気対流とレオロジー

F-9

大分大学大学院 A , 別府大学短期大学 B , 北海道大学大学院 C友 A,B , 長屋智之 A , 折原宏 C

佐藤裕樹A , 後藤善

電 気 対 流 (EC) の 存 在 下 で の pmethoxybenzylidene-p’-n-butylaniline(MBBA)の見かけの粘性は，低電圧領域では増加し，高電圧領域では減少することが報告されている。
これは MBBA の誘電異方性 (∆!) が負であることから負の Maxwell 応力が発生し，結果として見かけの粘性が減少したためと考えられている。

この推察を実験的に確認するために，MBBAに ∆!

>図 1. 誘電異方性を変化させたときの粘性の電圧依存性

0 の p-ethoxy benzylidene p’-cyano aniline(EBCA) を混合し，∆! を-0.41 から+0.15 まで変化させた試料で見かけの粘性の電圧依存性を測定した。

図 1 に見かけの粘性 η の電圧 V 変化を示す。

高電圧領域での粘性減少は ∆! が正になると観測されなくなり，推察通りの結果となった。また，乱流でありながら周期構造をもった縞模様が観察された。これらの実験結果を詳細に報告する。

65

図 2. せん断場における MBBA-EBCA 混合液晶の電気対流F-10

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

高橋健太郎A , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

一般に平衡系溶媒中でのコロイド粒子は、溶媒分子から受ける熱的な揺動によって駆動される。一方で、時空間構造をもった動的な系である非平衡散逸系におけるコロイド粒子は非熱的な揺動によって輸送される。このために粒子は平衡系とは異なるダイナミクスを示し、近年、生物系などの非熱的駆動場を用いて非平衡系の解明を目指した研究が盛んに行われている。我々は、この非平衡場として液晶電気対流系を用いて実験を行った。今回は、ネマチック液晶にキラリティを与えたコレステリック液晶の電気対流による粒子ダイナミクスを報告する。キラリティのため、コレステリック液晶はネマチック液晶とは異なる対流構造を形成する。ここに分散したコロイド粒子は、図に示す様に格子対流に駆動されながら二次元的に輸送・拡散していく様子が見られた。この詳しいダイナミクスは当日報告する。
VC !" #$%&'()*+,-".$/&012345678&9:" ; <= $>?@ABµC"

F-11

ネマチックコロイド結晶の作製
九大理 A , 九大院理 B

田村優太A , 河村隆弘 B , 岩下靖孝 B , 木村康之 B

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配向秩序を乱し、粒子近傍に配向欠図（a）2次元結晶陥が誘起される。さらに、粒子間には液晶の弾直径3μmと5μmのシリカ粒子を用いて作製した性歪みを介した長距離かつ異方的な力が働く。
ことに、粒子表面で液晶が垂直配向するような5μm粒子の場合、粒子間には双極子と同じ形の相互作用が働くことが知られている。

（b）3次元結晶

本研究では、この粒子間相互作用を利用して直径3μmのシリカ粒子を用いて作製した液晶中でコロイド結晶の作製を行った。作製に際して、光ピンセットを用いて粒子位置の操作を行うとともに欠陥形態の制御も行うことで 2 次元、3 次元結晶の作製に成功した。
（右図）

665μm

F-12

電場下のネマチックコロイド間相互作用
九大院理 A , 九大理 B

河村隆弘A , 田村優太 B , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

ネマチック液晶中にマイクロメートルサイズのコロイド粒子を分散させると、粒子自身が液 (a)  (b) 晶の配向秩序を乱すトポロジカルな欠陥となり、その近傍に新たな配向欠陥が誘起される。
このとき、コロイド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。この力

10µm

10µm

は液晶の配向場の歪みに由来するため、液晶の(a)(b)

配向を外場で操作すると粒子間に働く力が変化することが期待できる。

  F

本研究では、コロイド粒子を分散させたネマ R  !"#$%

チック液晶に電場をかけ、粒子同士が引力により接近する様子を撮影し（図 1）画像を解析することにより粒子間に働く力を測定した。例として、

5CB とシリカ粒子の混合系を封入したセルに電場をかけた場合の粒子間力の距離依存性を測定した結果を図 2 に示す。詳細は当日発表する。

F-13

様々な軸比の楕円体粒子が作る構造
九大院理 A

松元大吾A , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

これまでコロイド分散系の研究は主に球状粒子を用いてなされてきた。近年、棒状や円盤状

  !"などの形状に異方性のある粒子を用いた研究が盛んに行われている。異方性粒子では等方的な密充填が困難なため、球状粒子と異なる構造が形成されることが期待される。例えば、１成分の楕円粒子はガラス相を示すことが報告されている。本研究では球状ポリスチレン粒子を熱変形させて作成した楕円粒子を用い、軸比や密度を変化させて楕円粒子系の示す構造を調べた。
図１ (a) に軸比が２の楕円粒子系で観察された構造例を示す。近距離で配向の相関を持って粒子が分散していることがわかる。それに対し軸比が大きい (b)、(c) では配向の揃った比較的大きな領域が観察された。詳細は当日発表する。

67

F-14

相分離リポソームの突起形成
九大院理 A , 東京農工大 B

祐下岳志A , 岩下靖孝 A , 木村康之 A , 柳澤実穂 B

飽和脂質、不飽和脂質、コレステロールからなる三成分リポソームはある温度以下で相分(a)離し、ドメインを形成する。その際、均一系でForce [pN]は取り得ない形状を準安定的かつ自発的にとり得ることが報告されており、相分離と変形の関係に興味が持たれている。本研究では、相分離リポソームを強制変形させ、相分離と変形の様

Fmax3210468 10 12Distance between beads [µm]子を調べた。

リポソーム内にシリカ粒子を二個内包させ、それらを光ピンセットで捕捉し内側から引っ張(b)ることでリポソームを変形させた。その結果

Force [pN]二種類の異なる変形パターンが現れることを発見した（図）。(a) の場合、突起を形成するためにはエネルギー障壁を超える必要があるため、突起形成時に F max が現れる。一方、(b)210246810Distance between beads [µm]のようにドメイン間にすでに細いくびれが存在する場合、そのくびれから突起が生成される。このため連続的な変形が可能であり、F maxが現れないと考えられる。詳細は当日発表する。

F-153ᅗ㸬┦ศ㞳࣏ࣜࢯ࣮࣒ࢆᙉไኚᙧࡉࡏࡓ᫬ࡢࣔࢹࣝᅗ࡜ࡑࡢ㝿ࡢఙࡧຊ᭤⥺㸬

動的密度汎関数理論による剛体分子液体の研究
九大院理 A岡次聡A , 吉森明 A , 吉田紀生 A

（目的）

（応用）

動的密度汎関数理論 (TDDFT) を分子液体に拡張する。TDDFT とは自由エネルギー汎関数

2 原子分子の原子間の相互作用は剛体球を考え、回転運動をしない (回転モーメントが無単純液体で成功している。分子液体の扱いとし

時刻 t=0 での非平衡状態から平衡状態までから密度場の時間変化を計算する理論であり、て、原子ごとに相互作用を定義した相互作用点限) 場合について数値計算を行った (下図)。の密度場の時間変化を計算することができた。

モデル (ISM) を用いる。また拡張された理論を 2 原子分子に応用し、理論の妥当性を明らかにする。
（理論）

射影演算子法により ISM に拡張された TDDFTの式は、∂ρa (r, t)∂t! "!
! δβF [ρa (r, t)]=
D dr! [∇ · Mtot
ab (r, r )] · ∇δρb (r! , t)bとなる1 。ここで ρa (r, t) は原子 a の密度場、D!
は拡散係数、Mtot
ab (r, r ) は分子内の拘束条件、F [ρa (r, t)] は自由エネルギー汎関数を表す。

1 Akira Yoshimori:Journal of the Physical Society of Japan 80 (2011) 034801

68

F-16

円環上を運動する微粒子の流体相互作用による集団運動
九大院理 A

大久保省吾A , 岩下靖孝 A , 木村康之 A

液体中の微小物体には物体間に周りの流体をイズ比の違いによる集団運動に注目して、大きす。これまで、我々は、ホログラフィック光ピ子のサイズを変えることによる運動の遷移の様介した相互作用が強く働き、興味深い運動を示

い粒子 (粒径 3µm) のサイズを固定し、小さい粒ンセットにより作製したリング光渦を用いて、子を、オセーンテンソルを用いたシミュレーショ

水中に分散した複数のコロイド粒子を、同一円ン及び実験により調べた。詳細は当日発表する。

周上で周回運動させた系での集団運動の研究を行ってきた。この系は、光による駆動エネル
ギーの注入と周りの流体へのエネルギー散逸を伴う非平衡開放系であり、粒子数・粒子サイズ・初期配置等のパラメーターを変化させることで特徴的な集団運動や動的なクラスター構造 

が誘起される。

例えば、３つの同径粒子 (粒径 3µm) を周回運動させると図 1 のようなリミットサイクル運動が起こる。一方、大小二つの粒子（粒径 3µm と2.5µm）混合系では図２のようなアクティブクリ 
 !"#$%&'''' ( '') *+,-スタルが形成される。そこで、今回はこの粒径サF-18

遊走微生物懸濁液中のゆらぎと力学応答の測定
九州大学大学院理学研究院 A

諸留寛大A , 栗原喬 A , 水野大介 A

平衡状態において常に成立する「揺動散逸定じめとするメソスケールの力生成体により駆徴付けることができる。本研究では遊走微生物の非平衡挙動を究明するための基礎となる。

理」の破れを観測することで系の非平衡性を特動される複雑物質 (アクティブソフトマター)懸濁液中にコロイド粒子を分散させて、そのゆらぎと力学応答の関係を調べた。光捕捉に用いるレーザー光を変位させることで、コロイド粒子に正弦的に振動する力を印加しつつ、別の固定レーザーの回折を利用して同じ粒子の変位応答 (active マイクロレオロジー:AMR)や自発的なゆらぎ (passive マイクロレオロジー:PMR) を観測した。その結果、ゆらぎと力学応答が低周波域 (¡10Hz) で一致せず、当該周波数域において揺動散逸定理が成立しないことを見出した。この成果は遊走微生物をは69

F-19

遊走微生物が生み出す非平衡揺らぎの統計分布
九大院理 A , オックスフォード大学 B 栗原喬A , 有留 真人 A , Heev AyadeA , Irwin

ZaidB , 水野 大介 A

多くのアクティブマターや生体システムで在する力生成体の数によって主に決定される。の働きによって、力学的に非平衡な状態に駆動ド粒子の粒径を系統的に変化させて実験を行っは、熱的な揺動力とは起源を異にする力生成体そこで力生成体（遊走微生物）の濃度やコロイされている。本研究では、こうした非平衡な系たところ、揺らぎの分布が Gauss と Levy の間の単純なモデルである遊走微生物懸濁液中にコを連続的に移り変わる様子が確認された。しかロイド粒子を分散させ、その軌跡を観測し、揺も、その分布形状は Truncate された Levy 分布らぎの確率分布を求めた。非熱的な揺らぎは揺の理論予測と定量的に合致することが示された。

動散逸定理によって規定されないために、広い裾野を特徴とする Levy に近い非ガウス的な分布を示した。厳密には Levy 分布の分散は発散するが、現実の系では、力生成体や粒子のサイズ効果により分布が truncate される。今回我々は、力生成体を有限なサイズを持つ力の双極子としてモデル化することで、Truncate されたLevy 分布の理論式を見出した。Truncate された Levy 分布の形状は、コロイド粒子と力生成体の径の和によりスケールされる空間中に存

F-20

フィードバックマイクロレオロジーを用いたソフトマターの力学挙
動観測
九大理 A , 九大院理 B , 東大生研 C
輝 , 水野大介
C

本田菜月A , 西澤賢治 B , 有賀隆行 B , 柳島 大

B

細胞内では、モーターたんぱく質等によるていることを確認できた。（force clamp）。当出されている。細胞は主に柔らかい物質（ソで、外場によって牽引されるプローブ粒子に現力生成のために巨大なゆらぎや流動場が生み日はアクチン溶液やコロイドガラス溶液内部フトマター）から成っており、わずかな駆動にれるゆらぎと応答のふるまいについて議論する。

より非平衡状態となり、その特性を大きく変化させる。その詳細なメカニズムを解明するには、メゾスケールの緩和挙動を広帯域で計測

Quadrant
photodiode

できる、光ピンセットを用いたマイクロレオロ
ジー法が有効である。特に、外部から制御されPID

Feedback
loop

た力学駆動を加えた環境下でのゆらぎと応答の観測が重要となる。ただし、生体ソフトマ

Piezostage䜖䜙䛞 ᛂ⟅
Forceclampග䝖䝷䝑䝥ୗ

ターの特性は、光トラップが形成する微弱なポග䝖䝷䝑䝥ຊ⿵ṇ

AOD

テンシャルによっても影響されてしまう。そこで、本研究では、フィードバックを用い、光捕捉位置をゆらぎに対して高速に追随させた。これにより、実質的に光ポテンシャルが除去され

70

F-21

ゼラチン溶液のゲル化と相分離挙動
九大院理 A

山下祐太朗A , 鴇田昌之 A

我々は、ゼラチン‐ポリエチレングリコール

60(PEG)‐水３成分系について研究した。ゼラチンは水に非常に良く溶解する高分子であり、ゼ50ラチン水溶液は熱可逆的なゾル‐ゲル転移を示

１相溶液
温度  (℃)

す。一方、PEG 水溶液は室温領域よりも高温の領域で相分離する。我々は、これらを混合した

ゼラチン‐PEG‐水系で、室温の領域で相分離とゾル‐ゲル転移が同時に起こることを見出した。図１は、ゼラチン‐PEG1000-水系の相図である。曇点（○）とゲルの融点（●）をゼラチ

3020ン濃度に対してプロットした。この系では、ゼラチンの低濃度領域では降温に伴い相分離が起10こり、ゼラチンの濃度を高くすると相分離よりも先にゲル化が起こる。この系に対して小角光

0102030

ゼラチン濃度  (wt%)

散乱測定を行ったところ、ゲル化が相分離構造の成長に強く影響することが明らかとなった。
詳細は当日報告する。

F-2240

図１：ゼラチン‐PEG1000(10wt%)水溶液
系の相図．曇点(○)とゲルの融点(●)をゼラチンの濃度に対してプロットした．

界面活性剤水溶液の臨界挙動
九大院理 A

清田翔A , 鴇田昌之 A

界面活性剤は 1 つの分子内に疎水基と親水基を有する両親媒性物質である。多くの界面活性剤水溶液は、温度上昇に伴い相分離をしめす、いわゆる下部臨界完溶型（LCST）の相図を示すことが知られている。本研究では、代表的な非イオン性界面活性剤である Triton X-100 の相挙動及び添加塩の効果を解明することを目的に研究を行った。最初に、Triton X-100 水溶液の相図を決定した。
まず、濃度の異なる水溶液の温度を上昇させる過程において曇点を決定し、LCST 型の相図が得られた。いくつかの水溶液を曇点以上に昇温し、濃厚相と希薄相の体積比を決定したところ、この測定で得られた相図は二相共存曲線にほぼ一致していることがわかった。このことから、この試料の臨界点は Tc = 338.58 K φ c = 5〜6wt ％ であることがわかった。また、この臨界点をもとにして求まる臨界指数は、平均場理論に近い値が得られた。さらに本研究では、無機塩および有機塩を添加した場合の相図の変化についても報告する。

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