論文等

原著論文

Tomoyuki Mano, *Jean-Baptiste Delfau, Junichiro Iwasawa, and Masaki Sano,
Optimal run-and-tumble based transportation of a Janus particle with active steering,
Proceedings of the National Academy of Sciences 114, in press.

概要: 熱ゆらぎにさらされるミクロンサイズの物体を制御することは人工物にせよ微生物にせよ難しい。近年、小さな自己駆動粒子の製作が可能となったが、微粒子を目的の方向に向かわせることは、ランダムな回転拡散との競合となる。我々は、AC電界下で自己駆動するJanus粒子を用い、バクテリアのrun-and-tumble行動に倣って、粒子の向きを遠隔操作するアルゴリズムを考案した。さらに、理論的に最適な戦略を求め、微生物の遊泳行動との比較を行った。その結果、ボルボックス程度(約500ミクロン)の大きさの場合は、運動の向きを常に制御しつつ目的に向かって泳ぐこと(active steering)が最適であるのに対して、バクテリア程度(約2ミクロン)の大きさでは、向きを正確に制御するよりは、角度が目的を大きくずれた場合だけ、方向転換するrun-and tumble戦略が最適であることが分かった。
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