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研究テーマ

液体、ガラス、コロイド分散系などの構造不規則系を対象に、微視的な構造とその時間的な変化から、巨視的な物性を理解することを目指しています。

01

液体の構造とダイナミクス

液体中の原子・分子は、不規則な構造の中で絶えず運動しています。私たちはVan Hove相関関数(VHF)を用いて、原子・分子の相関を実空間・実時間で捉え、液体の動的構造を研究しています。特に、非弾性X線散乱(IXS)と数値シミュレーションを組み合わせ、集団運動や局所的な構造変化を解析しています。

また、最近接粒子の入れ替わりに着目した局所配置励起(LCE)を通じて、微視的な構造変化と粘性の関係を調べています。LCEの特徴的な時間スケールとMaxwell緩和時間との対応を手がかりに、液体の流動性の微視的起源を探っています。

02

ガラスと非晶質物質

ガラスや非晶質物質は、結晶のような周期的な原子配列を持たず、その力学的特性は微視的な構造や原子運動と密接に関係しています。私たちは金属ガラスを中心に、局所構造、動的不均一性、変形に伴う原子の再配列を解析しています。

特に、局所配置励起(LCE)や変形に伴う構造異方性に着目し、局所的な原子の再配列と協同運動・塑性変形との関係を調べています。これらの微視的な過程を通じて、ガラスの巨視的な力学的特性を理解することを目指しています。

03

荷電コロイド・ソフトマター

荷電コロイド分散系では、粒子表面の電荷や溶液中のイオンによって粒子間相互作用が変化し、構造やダイナミクス、流動特性に影響を与えます。私たちは、pH、電気伝導度、レオロジーなどの実験測定と理論・数値計算を組み合わせ、粒子の帯電状態や静電遮蔽と粒子間相互作用の関係を調べています。

特に、相互作用誘起のガラス転移に着目し、構造や粒子運動の変化が粘性や非ニュートン流動にどのようにつながるのかを研究しています。これらを通じて、コロイド分散系のレオロジー特性の微視的起源を明らかにすることを目指しています。

SELECTED PUBLICATIONS

主な研究成果

01

液体の構造とダイナミクス

  1. Atomic mechanism of flow in simple liquids under shear

    Physical Review Letters2012

    DOI ↗
  2. Seeing real-space dynamics of liquid water through inelastic x-ray scattering

    Science Advances2017

    DOI ↗
  3. Viscosity and real-space molecular motion of water: Observation with inelastic x-ray scattering

    Physical Review E2018

    DOI ↗
02

ガラスと非晶質物質

  1. How thermally activated deformation starts in metallic glass

    Nature Communications2014

    DOI ↗
  2. Crossover from localized to cascade relaxations in metallic glasses

    Physical Review Letters2015

    DOI ↗
  3. Cooperative atomic motion during shear deformation in metallic glass

    Nature Communications2026

    DOI ↗
03

荷電コロイド・ソフトマター

  1. Direct numerical simulations for non-Newtonian rheology of concentrated particle dispersions

    Physical Review E—Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics2009

    DOI ↗
  2. Local elasticity in nonlinear rheology of interacting colloidal glasses revealed by neutron scattering and rheometry

    Physical Chemistry Chemical Physics2019

    DOI ↗
  3. Scaling of shear rheology of concentrated charged colloidal suspensions across glass transition

    The Journal of Physical Chemistry B2022

    DOI ↗