2021-08-23 京都大学
細胞や微生物は多様な動きを示し、我々はそこに生き物らしさを感じます。一方、化学的な仕組みによって自ら泳ぐ水滴といった人工物でも、ある条件下では生き物の様にふらふら彷徨う姿が見られます。
須田沙織 理学研究科博士課程学生（研究当時）、市川正敏 同講師、須田智晴 慶應義塾大学・日本学術振興会特別研究員、大村拓也 ドイツマックスプランク研究所HFSP研究員らの研究グループは、泳ぐ水滴の観測実験と理論的な考察を行い、水滴サイズが大きくなるにつれて直線的な動きをやめて、ふらふらと彷徨い始めることを明らかにしました。細胞などの複雑な「液滴」の自発的な運動にも同様のメカニズムが潜み、それが運動の多様化の一因であることが想起される結果です。
ここで皆さんのお手元でもできる簡単な実験です。鉛筆を机の上に置いてください。まずはその鉛筆の先端を引っ張る様にして、鉛筆の長軸の向きに動かしてみてください。次にその先端を指一本で押すようにして、先ほどとは逆向きに動かしてみてください。押して動かした際には、進行方向に対して左右のどちらかに逸れて動きませんか？鉛筆の世界とミクロの世界では注目すべき物理が異なりますが、この様な運動に関する安定性に着目することで、ミクロな世界での自発的な遊泳における運動モードの変化のメカニズムが明らかになりました。
本研究成果は、2021年8月19日に、国際学術誌「Physical Review Letters」のオンライン版に掲載されました。
図：泳ぐ水滴の遊泳メカニズム遊泳モード変化の模式図。本実験で採用した系は、界面活性剤の分散状態とミセル状態で水滴表面の界面活性剤濃度との釣り合いが異なることによって駆動される。実験では、半径100 µm付近を境にして遊泳モードが大きく変化した。
研究者情報
研究者名：市川正敏
