IMCE

Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

九州大学
先導物質化学研究所

LAST UPDATE 2017/02/25

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    奥村泰志　Yasushi OKUMURA
    准教授　Associate Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    九州大学先導物質化学研究所
    Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

    融合材料部門・ナノ組織化分野
    Design of Nano-systems, Division of Integrated Materials

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    非平衡散逸系
    電気浸透流ポンプ
    液晶ブルー相
    電気光学効果
    Non-equilibrium Dissipative Systems
    Electroosmotic flow pomp
    Liquid crystal blue phase
    Electro-optical effect
研究テーマ
Research Subject
非対称なソフトマテリアルにおける非平衡散逸現象の探索
Exploration of non-equilibrium dissipative phenomena in asymmetric soft materials

研究の背景 Background

機械要素の一種であるラチェットは往復運動を整流する機構であり、歯車のような機械の運動の整流に広く用いられています。一方、広義にとらえると、この機構を電子の流れに適応したのがトランジスタであり、生体分子モーターもゆらぎを利用しながら化学エネルギーを力学変換するラチェットと考えることもできます。ラチェットのコンセプトは広く活用されていますが、更なる適用範囲の拡大が期待されています。

Ratchet, that is a kind of machine element, is a mechanism for rectifying the reciprocating motion, and are widely used for commutation of the motion of machine, such as gears. On the other hand, a transistor, that is essential in electro circuit, is a ratchet against the motion of electron in a broad sense. Biomolecular motors can also be thought to be ratchets that convert chemical energy to mechanical motion in one direction. Concept of the ratchet has been used widely, but the further expansion of the scope has been expected.

研究の目標 Outcome

我々はラチェットのコンセプトを非対称な構造やポテンシャルを持った種々のソフトマテリアルにおける非平衡散逸現象に適用し、対称な外場やエネルギー入力によって誘起される往復現象やゆらぎが整流されることによって引き起こされる現象の理解と工学的な応用の可能性を探っています。特に高分子多孔膜に交流電場を印加して直流の水流を生み出す電気浸透流ポンプは水の電気分解を引き起こしにくいため期待されています。

We aim to understand rectifying phenomena those are induced by the input of energies or the application of symmetric external fields to the soft materials having asymmetric structures or asymmetric potential profiles. In particular, main objective based on the ratchet concept is electroosmotic flow pump using porous polymeric membranes driven by an alternating electric field without causing electrolysis of water.

研究図Research Figure

Fig.1. Schematic diagram of alternating electric field driving electro-osmotic pump by track-etched membranes with asymmetric zeta potentials. Fig.2. Trajectories of unidirectional translational motion of magnetite particles in a glass cell under alternating magnetic field. Fig.3. Image of (111) plane in liquid crystal blue phase I observed by confocal laser scanning microscope.

文献 / Publications

CHEMPHYSCHEM, 15, 7, 1447-1451, (2014). J. Mater. Chem. C, 2, 6467-6470 (2014).

研究者HP