表面張力差を利用した自己駆動粒子の運動

北畑 裕之

doi:10.11436/mssj.20.161

<p>樟脳粒や樟脳粒にプラスチック板をつけた樟脳船を水面に浮かべると水面に樟脳分子が広がり表面張力を下げるため，表面張力の勾配が生成し，自発的に運動することが知られている.このような樟脳粒や樟脳船の運動に関して，水面での樟脳分子の濃の時間変化を表す偏微分方程式と樟脳船や樟脳粒の位置や特徴的角度についての時間発展を表す常微分方程式を用いたモデルを紹介する.樟脳船のように系に内在する非対称性がある場合はその非対称性を反映した運動をし，その場合には弱い非平衡条件であっても運動が見られる.それに対し，樟脳粒のように系が対称である場合には，自発的対称性の破れによって運動がおこるので，非平衡性をパラメータとして見たときに非運動状態から運動状態への分岐が見られる.またこのフレームワークによって，粒子の形状の対称性の影響，境界による影響，粒子間の相互作用などを調べることもできる.</p>

表面張力差を利用した自己駆動粒子の運動

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