研究項目

バクテリア集団運動にみるアクティブ液晶の秩序形成と制御

研究概要

自律的に動く要素が多数集まり、波動・単一渦・渦格子といった時空間構造が出現することが知られている。このような物質群はアクティブマターとよばれ、向きを揃える配向相互作用と、動きがつくる流れを介した流体相互作用から特有のパターンがうみだされる。本研究では、アクティブマターの集団運動を制御する新たな手法を開発し、新規の構造形成の探索及びその原理の解明を行う。微細加工技術を用いて場の境界形状を設計し、アクティブマターの代表例であるバクテリアE.coliが境界との配向相互作用から生み出す集団運動を解析する。これまでに運動方向が揃った単一渦や渦ペアの形成を見いだしており、実験結果を配向場と流動場が結合するアクティブ液晶の理論モデルから説明する。さらにバクテリアの走性を介したトポロジカル欠陥の制御を行い、アクティブ液晶に特有の構造形成とその普遍的な性質を探求する。