Publication
学術論文
[48]Kojiro Otoguro, Kiwamu Yoshii, Yutaka Sumino"Pattern transition of flow dynamics in a highly water-absorbent granular bed",
高級水性樹脂からなる粒子を分散させた媒質中に水を注入することで発生する空間パターンに関して解析を行った研究.吸水速度が早い条件では注入溶液の先端が閉塞し,枝型パターンが見られることを明らかにした.
[47]Takuya Saito, Yutaka Sumino
"Heat differentiated by projection from particles' trajectories onto the particle number-density field", arXiv:2312.03983 (2023).
熱揺らぎにより駆動する粒子系に対して,粒子の位置を記述するランジュバン方程式と粒子数密度場を記述するDean-Kawasaki方程式の双方に関して,メソスケールでの熱を導出した.結果,双方の記述に対して粒子の入れ替えに相当する自由度の分熱に違いが現れることをみいだした.またこの知見を高分子系に拡張し適応した.
[46]Kotaro Nakazawa, Yoshinori Sonoyama, Yutaka Sumino
"Deformation and motion of giant unilamellar vesicles loaded with gold nanoparticles driven by induced charge electro-osmotic flow", arXiv:2312.05545 (2023).
細胞サイズのGiant Unilamellar Vesicle(GUV)に交流電場を印加すると,GUV周辺に対流が生じることに着目し,GUVに金ナノ粒子を導入することで自発的に変形さらには運動を示すことを明らかにした.
[45]Shunsuke Tanaka, Kojiro Otoguro, Miyuki Kunihiro, Hiroki Ishikawa, Yutaka Sumino
"Precipitation induced filament pattern of injected fluid controlled by structured cell", arXiv:2308.15086 (2023).
2種の粘性溶液が混合されることで紐状ミセルが生成する系で,1方の溶液を薄いセルにみたし,もう一方の溶液を注入することで注入先端がfilament型に変形すること,さらにはその変形を基板に導入した格子型の構造により制御できることを実験的に見出した.また界面のみを記述した数理モデルを利用することで,パターンダイナミクスを再現できることも見出した.
[44] Kiwamu Yoshii, Kojiro Otoguro, Ayane Pygoscelis Sato, and Yutaka Sumino
"Extensive tip-splitting of injected organic liquid into an aqueous viscoelastic fluid",
Front. Phys. Sec. Complex Physical Systems 12 (2024).
arXiv:1904.10673 (2023).
粘弾性流体を薄いセルに導入し,等速で非圧縮流体を注入した実験.先端が独特の形状を持つfingeringを示す.このfingeringの機構が基板からの剥離と説明できるとした.
[43]Daichi Sato, Yutaka Sumino, Takahiro Yamamoto, Igor Muševič, and Yoshiko Takenaka
"The effect of polymerizable monomers on the thickness and the growth rate of self-Aassembled smectic fibers", Chem. Lett. Accepted (2023).
自発的に成長する液晶ファイバー構造に対して,重合性モノマーを導入した際に生じるファイバー構造の変化を確認した.また成長速度に関しても影響を調査した.
[42]Yutaka Sumino, Ryo Yamashita, Kazuki Miyaji, Hiroaki Ishikawa, Maho Otani, Daigo Yamamoto, Erika Okita, Yasunao Okamoto, Marie Pierre Krafft, Kenichi Yoshikawa and Akihisa Shioi
"Droplet duos on water display pairing, autonomous motion, and periodic eruption", Sci. Rep. 13,12377-1-10 (2023).
水面上に炭素鎖の油に加えフッ素油を浮かべると,2滴が追走や自発運動,さらには周期的な噴火挙動を示すことを実験的に明らかにした.さらにその挙動の鍵として,気水界面上で2重の薄膜が展開することを提唱した.
[41]Hiroki Sakuta, Naoki Nakatani, Takayuki Torisawa, Yutaka Sumino, Kanta Tsumoto, Kazuhiro Oiwa and Kenichi Yoshikawa
"Self-emergent vortex flow of microtubule and kinesin in cell-sized droplets under water/water phase separation", Commun. Chem. 6,80-1-9 (2023).
水性2相分離を用いた液滴にキネシン・微小管を混合すると,自発的に界面上で皮膜構造を形成し対流が生成することを示した論文.特に数理モデルの部分に関して分岐構造を含め議論を行った.
[40]Yutaka Sumino, Takuya Saito, Takahiro Hatano, Tetsuo Yamaguchi, Satoshi Ide
"Spatio-temporal chaos of one-dimensional thin elastic layer with the rate-and-state friction law", Phys. Rev. Res. 4,043115-1-15 (2022).
arXiv:2012.01799.
スロー地震が発生する様相を1次元弾性体の数理モデルに用いて記述,縮約し分岐点近傍のダイナミクスとしてスロー地震を解釈した研究
[39]Hiroaki Ishikawa, Yuki Koyano, Hiroyuki Kitahata, and Yutaka Sumino
"Pairing-induced motion of source and inert particles driven by surface tension", Phys. Rev. E. 106,024604-1-11 (2022).
arXiv:2110.11753
2種のアクティブ粒子とパッシブ粒子のペア誘起自発運動の実験系構築およびモード解析を行なった研究
[38] Sho Yajima, Kiwamu Yoshii, Yutaka Sumino
"Aversion of Pedestrians to Face-to-Face Situations Eases Crowding" J. Phys. Soc. Jpn. 89,074003-1-5 (2020).
arXiv:2003.13992.
歩行者シミュレーションにおいて,正面同士の対向状態を避ける心理的影響をアクティブなトルクとして導入することで,系の流動性が高まることを示した研究.
[37] Kazusa Beppu, Ziane Izri, Tasuku Sato, Yoko Yamanishi, Yutaka Sumino, Yusuke T. Maeda
"Edge Current and Pairing Order Transition in Chiral Bacterial Vortex", Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 118 e2107461118 (2021). arXiv:2002.01247 (2020).
運動特性にカイラリティの破れが存在するバクテリア集団が示す流動に関し,壁近傍で特徴的なedge currentの向きが固定されることを示した研究.また円を二つ組み合わせたペア型のセルを用いることでedge currentの影響を制御した.
[36] Masahide Okada, Yutaka Sumino, Hiroaki Ito, Hiroyuki Kitahata
"Spontaneous deformation and fission of oil droplets on an aqueous surfactant solution", Phys. Rev. E 102, 042603 1-8 (2020).
arXiv:2002.00644 (2020).
会合体生成を介して水面上に浮かんだ液滴が運動する系に関して,変形,特に分裂挙動を統計的に解析した.
[35] Yuhei Hirose, Yusuke Yasugahira, Mamoru Okamoto, Yuki Koyano, Hiroyuki Kitahata, Masaharu Nagayama and Yutaka Sumino
"Two floating camphor particles interacting through lateral capillary force", J. Phys. Soc. Jpn. 89, 074004 1-8 (2020).
arXiv:1909.00545 (2019).
水面上に浮かんだ樟脳粒子に関して樟脳粒子に働く横毛管力を取り入れた際に生じる2体粒子系の振る舞いに関して,数値計算と分岐解析で迫った仕事.集団化へとつなげるステップとなる.
[34] Yuki Koyano, Marian Gryciuk, Paulina Skrobanska, Maciej Malecki, Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, and Jerzy Gorecki
"Relationship between the size of a camphor-driven rotor and its angular velocity",
Phys. Rev. E 96, 012609 (2017).
水面に浮かんだ2つの樟脳粒子を結合し,自発回転体を作成した.その自発回転体の実験結果と数理モデルを対比させた仕事.回転方向に関して自発的に対称性を破る.
[33] Shu Wagatsuma, Takuro Higashi, Yutaka Sumino, and Ayumi Achiwa
"Pattern of a confined chemical garden controlled by injection speed",
Phys. Rev. E 95, 052220 (2017).
arXiv:1612.04181v2
接触することでゲル化する2種溶液を用意し,一方を薄いセルに予め導入し,もう一方を等速で注入した実験.注入速度に応じて注入先端の様相が変化する.地盤改良の際の薬液注入工法のモデルとなる実験であり,また岩盤中の流体が反応しながら進展する際のモデル実験となっている,
[32] Satoshi Nakata, Hiroya Yamamoto, Yuki Koyano, Osamu Yamanaka, Yutaka Sumino, Nobuhiko J. Suematsu, Hiroyuki Kitahata, Paulina Skrobanska, and Jerzy Gorecki
"Selection of the Rotation Direction for a Camphor Disk Resulting from Chiral Asymmetry of a Water Chamber",
J. Phys. Chem. B 120, 9166-9172 (2016).
水面に浮かんだ樟脳粒子円板を用い,まわりの水相の形状に関して回転対称性を破ることで回転運動を誘起させた.
[31] Miyu Yoshii, Hiroya Yamamoto, Yutaka Sumino, and Satoshi Nakata
"Self-oscillating Gel Accelerated while Sensing the Shape of an Aqueous Surface",
Langmuir 32, 3901-3906 (2016).
BZ反応により酸化還元反応に応答するゲルを用いた研究.ゲルはBZ反応の酸化還元状態の振動に起因し,表面の濡れ性を変化させる.すると,ゲル周辺の接触角が変化することとなる.このゲルは容器のメニスカスを用い,メニスカス近傍で振動運動することを見いだした.
[30] Yutaka Sumino, Norifumi L. Yamada, Michihiro Nagao, Takuya Honda, Hiroyuki Kitahata, Yuri B. Melnichenko and Hideki Seto
"Mechanism of Spontaneous Blebbing Motion of an Oil-water Interface: Elastic Stress Generated by a Lamellar-Lamellar Transition",
Langmuir 32, 2891-2899 (2016).
[29] Ken H. Nagai, Yutaka Sumino, Raul Montagne, Igor S. Aranson, and Hugues Chaté
"Collective Motion of Self-Propelled Particles with Memory",
Phys. Rev. Lett. 114, 168001 (2015).
[28] Yutaka Sumino and Kenichi Yoshikawa
"Amoeba-like motion of an oil droplet",
Euro. Phys. J. ST 223, 1345-1352 (2014).
[27] Yoshiko Takenaka, Yutaka Sumino and Takuya Ozono
"Dewetting of a droplet induced by the adsorption of surfactants on a glass substrate",
Soft Matter 10, 5597-5602(2014).
[26] Ken H. Nagai, Fumi Takabatake, Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Masatoshi Ichikawa and Natsuhiko Yoshinaga
"Rotational motion of a droplet induced by interfacial tension",
Phys. Rev. E 87, 013009 (2013).
[25] Hiroyuki Kitahata, Natsuhiko Yoshinaga, Ken H. Nagai and Yutaka Sumino
"Spontaneous motion of a Belousov-Zhabotinsky reaction droplet coupled with a spiral wave",
Chem. Lett. 41, 1052-1054 (2012).
[24] Natsuhiko Yoshinaga, Ken H. Nagai, Yutaka Sumino and Hiroyuki Kitahata
"Drift instability in the motion of a fluid droplet with a chemically reactive surface driven by Marangoni flow",
Phys. Rev. E 86, 016108 (2012).
[23] Tetsuo Yamaguchi, Hiroyuki Muroo, Yutaka Sumino, and Masao Doi
"Asymmetry-symmetry transition of double-sided adhesive tapes",
Phys. Rev. E 85, 061802 (2012).
[22] Yutaka Sumino, Hiroki Shibayama, Tetsuo Yamaguchi, Tadashi Kajiya and Masao Doi
"Failure of film formation of viscoelastic fluid: Dynamics of viscoelastic fluid in a partially filled horizontally rotating cylinder",
Phys. Rev. E 85, 046307 (2012).
[21] Yutaka Sumino, Ken H. Nagai, Yuji Shitaka, Dan Tanaka, Kenichi Yoshiakwa, Hugues Chaté and K. Oiwa
"Large-scale vortex lattice emerging from collectively moving microtubules",
Nature 483, 448-452 (2012)
Nature News&Views "Biological physics: Swarming microtubules" by Tamas Vicsek Nature 483, 411-412 (2012)
Press Release by CEA (English), by NICT (Japanese), by CEA (French)
[20] Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Yuya Shinohara, Norifumi L. Yamada and Hideki Seto
"Formation of a multi-scale aggregate structure through spontaneous blebbing of an interface",
Langmuir 28,3378?3384 (2012)
[19] Hiroyuki Kitahata, Natsuhiko Yoshinaga, Ken H. Nagai and Yutaka Sumino
"Spontaneous motion of a droplet coupled with a chemical wave",
Phys. Rev. E 84, 015101(R)(2011)
Presented as PRE Kaleidoscope Images: July 2011
[18] Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Hideki Seto and Kenichi Yoshikawa
"Dynamical blebbing at a droplet interface driven by instability in elastic stress: a novel self-motile system",
Soft Matter 7, 3204-3212 (2011)
Presented as Hot article.
[17] Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Hideki Seto, Satoshi Nakata and K. Yoshikawa
"Spontaneous deformation of an oil droplet induced by the cooperative transport of cationic and anionic surfactants through the interface",
J. Phys. Chem. B 113, 15709-15714 (2009)
News@KEKでの紹介記事(2010/3/25)生き物のように蠢く油滴-油滴の自発運動のしくみを解明
PFトピックスでの紹介記事(2010/1/28)非平衡状態にある油滴の自発的変形運動のメカニズムを解明
[16] Hiroyuki Kitahata, Junji Taguchi, Masaharu Nagayama, Tatsunari Sakurai, Yumihiko Ikura, Atsushi Osa, Yutaka Sumino, Masanobu Tanaka, Etsuro Yokoyama and Hidetoshi Miike
"Oscillation and Synchronization in the Combustion of Candles",
J. Phys. Chem. A 113, 8164-8168 (2009)
[15] 住野 豊
"弾性体の生成により生じる油滴のアメーバ様運動(パターンダイナミクスの数理とその周辺 )",
数理解析研究所講究録(RIMS Kokyuroku), 1633 119-137 (2009)
[14] Satoshi Nakata, Kumika Ishibashi, Kouhei Kawata, Yutaka Sumino, Shuji Nakanishi and Kentaro Sonoda
"A liquid/liquid interface excited by stimulation with water",
J. Colloid and Interface Sci. 332, 254-257 (2009)
[13] Yutaka Sumino and Kenichi Yoshikawa
"Self-motion of an oil droplet: A simple physico-chemical model of active Brownian motion",
Chaos 18, 026106 (2008)
[12] Hiroyuki Kitahata, Kouhei Kawata, Yutaka Sumino and Satoshi Nakata
"Oscillation of a water surface in contact with a fixed camphor disk",
Chem. Phys. Lett. 457, 254-258 (2008)
[11] Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Hideki Seto and Kenichi Yoshikawa
"Blebbing dynamics in an oil-water-surfactant system through the generation and destruction of a gel-like structure",
Phys. Rev. E 76, 055202 (2007)
[10] Ken Nagai, Yutaka Sumino and Kenichi Yoshikawa
"Regular self-motion of a liquid droplet powered by the chemical marangoni effect",
Colloid. Surf. B 56, 197-200 (2007)
[9] 住野 豊
"ガラス界面上で自発運動する油滴ガラス界面状態の境界での振る舞い(非線形現象のモデル化とその数理解析)",
数理解析研究所講究録(RIMS Kokyuroku), 1522(20061000) 14-31 (2006)
[8] Ken Nagai, Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata and Kenichi Yoshikawa
"Change in the Mode of Spontaneous Motion of an Alcohol Droplet Caused by a Temperature Change",
Prog. Theor. Phys. Suppl. 161, 286-289 (2006)
[7] Yutaka Sumino, Nobuyuki Magome and Kenichi Yoshikawa
"An oil droplet that spontaneously climbs up stairs",
Prog. Theor. Phys. Suppl. 161, 348-351 (2006)
[6] Hiroyuki Kitahata, Yutaka Sumino, Ken Nagai and Kenichi Yoshikawa
"Autonomous motion of droplet powered by chemical potential and by photon-flux",
2005 IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science 115-119 (2005)
[5] Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata, Kenichi Yoshikawa, Masaharu Nagayama, Shin-ichiro M. Nomura, Nobuyuki Magome and Yoshihito Mori
"Chemosensitive Running Droplet",
Phys. Rev. E 72, 041603 (2005)
nlin.AO/0505006
[4] 永井健, 住野豊, 北畑裕之
"アルコール液滴の自発な運動",
Bussei Kenkyu (Kyoto) 83, 406-407 (2005)
[3] 住野豊
"自発的に運動する油滴のモード選択",
Bussei Kenkyu (Kyoto) 83, 418-419 (2005)
[2] Ken Nagai, Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata and Kenichi Yoshikawa
"Mode Selection in the Spontaneous Motion of an Alcohol Droplet",
Phys. Rev. E 71, 065301 (2005)
nlin.AO/0502045
[1] Yutaka Sumino, Nobuyuki Magome, Tsutomu Hamada and Kenichi Yoshikawa
"Self-Running Droplet: Emergence of Regular motion From Nonequilibrium Noise.",
Phys. Rev. Lett. 94, 068301 (2005)
nlin.AO/0406016
Natureの紹介記事 Nature News&Views "Oiled Acrobatics" by Magdalea HelmerNature 433,693 (2005)
Physical Review Focus 15, story 7
著書
[4] 執筆者35名"Self-organized Motion: Physicochemical Design based on Nonlinear Dynamics"
Cahpter 4 Y. Sumino "Dynamical Deformation of Interfaces Induced by Aggregate Formation" p. 90-115 (2018)
[3] 監修 石井淑夫 執筆者72名
"材料表面の親水・親油の評価と制御設計"
第5章第1節 濡れ性の変化により基板上を自己駆動する液滴(2016)
[2] 岩山勉,宮川貴彦,住野豊,矢﨑太一
"愛知教育大学ブックレットFD⑥ 理科研究(物理分野)"
愛知教育大学出版会(2014)
[1] Hiroyuki Kitahata, Natsuhiko Yoshinaga, Ken H. Nagai and Yutaka Sumino (ed.) Shuichi Kinoshita
"Pattern Formations and Oscillatory Phenomena" Elsevier, Chapter 3 "Dynamics of Droplets"
Elsevier(2013)
総説・解説記事
[15] 住野豊"指数関数と人間"Colloid and Interface Communication(C & I Commun) 45巻 p. 53-54(2020)
[14] 住野豊
"非線形非平衡の物理学とアクティブマターの数理モデル"理大 科学フォーラム 417号 p. 24-29(2020)
[13] 住野豊
"生命の運動と階層性(自発変形、そして集団運動)"高分子 69 巻 p. 152-153(2020)
[12] 住野豊
"生き物を模倣する実験系とその応用"化学工学誌 第81巻, 第6号, p. 298-301 (2017)
[11] 住野豊,我妻志友
"レオロジーと化学反応の結合がもたらす時空間パターンと自発運動系"日本物理學會誌 第72巻 No.5, p.339-343 (2017)
[10] 住野豊,山田悟史,長尾道弘
"界面活性剤会合体の非平衡ダイナミクスと界面運動"Photon Factory News vol.34 No.4, p.10-15 (2017)
[9] 住野豊
"研究室紹介 東京理科大学理学部応用物理学科 非平衡ソフトマター研究室"Colloid and Interface Communication vol.41 No.2, (2016)
[8] 住野豊
"油・水・界面活性剤を用いた能動液滴の作成"Colloid and Interface Communication vol.40 No.2, p.15-17 (2015)
[7] 住野豊 北畑裕之 山田悟史 長尾道弘 篠原佑也 瀬戸秀紀
"界面活性剤会合体に誘起される自発運動-会合体生成の SAXS・SANSによるその場観察-"波紋 vol24 No.4, p.244-249 (2014)
[6] 永井健 住野豊 大岩和弘
"ダイニンに駆動された微小管の集団運動"総説 生物物理 vol53 No.3, p.149-152 (2013)
[5] 北畑裕之 義永那津人 永井健 住野豊
"パターン形成と結合した液滴の自発運動"最近の研究から、日本物理學會誌第67巻 No.6, p.385-389 (2012)
[4] 住野豊 北畑裕之 瀬戸秀紀 吉川研一 "油水/界面活性剤2種混合系における油滴の自発運動"「最近の研究から」、Photon Factory News, Vol.28 No.4, p.22-26 (2010)
[3] 住野豊 吉川研一
"自らの力で動き回る液滴"Best Shot写真でひもとく未来材料、未来材料 Vol.7 No.5, p.6-9, 2007年5月号(2007)
[2] 住野豊 吉川研一
"自発運動する油滴-不規則な界面運動から規則的な運動を取り出す"最近の研究から、日本物理學會誌第60巻 No.11, p.863-867 (2005)
[1] 吉川研一 住野豊
"生命現象と時間の矢" 数理科学2004年7月号 Vol.42, No.7 (2004/7) (通号 493) p.43-48