北大ＭＭＣセミナー 第20回 Date:2014年1月30日（木） 16:30～18:00 ※通常とは曜日が異なります Speaker：北畑 裕之（千葉大学大学院理学研究科） Place：電子科学研究所 中央キャンパス総合研究棟2号館 ５F講義室 北（北12条西7丁目） Title：表面張力勾配に駆動される液滴・粒子の運動 Abstract：別紙を参照してください タイトル: らせん転位の共回転対による結晶表面の成長速度 アブストラクト: 等高線法を用いた結晶のスパイラル成長の数理モデルを用いて、共回転対と呼ばれる、 同じ回転方向を示すらせん転位の対による結晶表面の成長速度について考察する。 Burton-Cabrera-Frankによると、対の距離がある臨界距離より遠い場合は 単独のらせん転位による結晶表面の成長と見分けが付かないとされる。 他方その臨界距離より近い場合は、対を限りなく近づけた時の成長速度が 単独のらせん転位の2倍になるとされるが、その中間の距離において 成長速度がどうなるかという評価式は与えられていない。 そこで上記の事実について数値計算実験を行った結果、臨界距離にずれがあることを発見した。 そこで共回転対による成長速度の評価を行い、その観点から臨界距離の新しい定義とその数値を与え、 これが数値計算実験の結果と非常に良く合うことを報告する。 評価と臨界距離の改善において重要な役割を果たしたのは単独のらせん転位により 与えられるスパイラルステップの回転速度で、Burton-Cabrera-Frankはこれを アルキメデスのらせんによる近似から計算していた。この結果をより精度の良いものに 改めることによりある程度の指標となる成長速度の評価式を得ることができた。 連絡先： 北海道大学 電子科学研究所 動的数理モデリング研究室 長山 雅晴 内線 3357 nagayama@es.hokudai.ac.jp 主催： 電子科学研究所 動的数理モデリング研究室 共催： 北海道大学数学連携研究センター
タイトル：表面張力勾配に駆動される液滴・粒子の運動 アブストラクト： 非平衡条件下での自発運動は、生物の運動のメカニズムとの関係などもあり、近年興味を持たれてきている。そのような中で、非生物系において、界面張力勾配を利用して自発的に運動する液滴や粒子の運動について、実験・理論両面から解析した2つの結果について報告する。 (i) 液滴の界面において界面張力の勾配が存在するときに液滴が自発運動する。このときには、Marangoni対流と呼ばれる対流が起こることが重要である。この運動に関してStokes近似のもとで流体力学的に取り扱うことを試みた。また、Belousov-Zhabotinsky反応（BZ反応）と呼ばれる化学振動反応系を用い実際に液滴が動くことを確認した。実験系の比較も交えながら議論する予定である[1,2] (ii) 界面活性剤を周囲にまきちらしながら運動する液滴や粒子が知られており、その代表的なものが水・樟脳系である。今回、そのような粒子の形状が運動に与える影響について考察した。具体的には、楕円微小変形した粒子を考え、摂動論を用いることによって、その運動方向について議論した。また、水・樟脳系を用いた実験により、理論と合致することを確認した。 Reference: [1] H. Kitahata, N. Yoshinaga, K. H. Nagai, and Y. Sumino, Phys. Rev. E, 84, 015101 (2011). [2] H. Kitahata, N. Yoshinaga, K. H. Nagai, and Y. Sumino, Chem. Lett., 41,1052 (2012). [3] H. Kitahata, K. Iida, M. Nagayama, Phys. Rev. E., 87, 010901 (2013).