Magnetic properties of an individual Magnetospirillum gryphiswaldense cell
本研究では、超感度トルク磁力計を用いて単一の*Magnetospirillum gryphiswaldense*細胞の磁気ヒステリシスを測定し、走査電子顕微鏡およびミクロ磁気シミュレーションと組み合わせることで、細胞内の磁気小体鎖の磁気配置、外部磁場に応じた変化、および残留磁気モーメントや実効磁気異方性などの磁気特性を解明しました。
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120 件の論文
Entropic Clustering of Stickers Induces Aging in Biocondensates
この論文は、生体コンデンセート内の「スティッカー」と「スペーサー」の動的挙動を最小モデルで記述し、スペーサーのエントロピー最大化がスティッカー間に引力を生み、その凝集過程がガラス的な緩和を引き起こして凝縮体の老化（液相から固相への転移）をもたらすメカニズムを解明したことを示しています。
Simple mathematical model for a pairing-induced motion of active and passive particles
この論文は、アクティブ粒子とパッシブ粒子をバネで結合し、アクティブ粒子が自己推進されパッシブ粒子が反発する単純な数理モデルを提案し、数値シミュレーションと理論解析によって、自己推進力の大きさによって直進、円運動、ジグザグ運動が分岐することを明らかにしたものである。
Rigid body rotation and chiral reorientation combine in filamentous E. coli swimming in low-Re flows
抗生物質ストレス下で糸状化し成長する大腸菌の泳動を低レイノルズ数流れ下で解析した結果、静止状態では剛体回転による正弦波状の運動を示すが、流れ中では「くねり（wiggling）」と呼ばれる不規則な運動や、より遅い速度でのキラル再配向が観測され、流速が速くなるほど壁面へのレオタキシスが促進されることが明らかになった。
Energetics-based model for a diffusiophoretic motion of a deformable droplet
化学物質の放出による表面張力勾配で駆動される液滴の拡散泳動と変形を、自由エネルギー汎関数に基づいてモデル化し、変形モードを二次モードに限定することで移動と楕円変形の時間発展方程式を導出し、静止円形、静止楕円変形、変形した移動状態という 3 つの安定状態とその遷移を明らかにした。
Functional renormalization group for classical liquids without recourse to hard-core reference systems: A study of three-dimensional Lennard-Jones liquids
この論文は、ハードコア参照系に依存しない新しい汎用性再正規化群（FRG）法を三次元へ拡張し、レナード・ジョーンズ液体への適用を通じて、従来の積分方程式法よりも熱力学的整合性を保ちつつ分子動力学法と同等の精度を達成できることを示しています。
Adaptive hydrogels with spatiotemporal stiffening using pH-modulating enzymes
本研究は、グルコースオキシダーゼを埋め込んだハイドロゲルにおいて、pH 波の伝播とカルシウム架橋による機械的硬化を独立して追跡し、化学エネルギーの継続的な供給が反応拡散を超えたエネルギーコストを伴うことを明らかにすることで、軟体ロボットや生体医学応用に向けた適応性材料の設計原理を確立しました。
Understanding the temperature response of biological systems: Part I -- Phenomenological descriptions and microscopic models
この論文は、酵素反応から生物個体の性能に至るまで、単純なアレニウスの法則から逸脱する生物学的な温度応答を記述する現象論的モデルと、協同効果を捉えられない微視的モデルを概説する 2 部構成レビューの第 1 部である。
Understanding the temperature response of biological systems: Part II -- Network-level mechanisms and emergent dynamics
この論文は、個々の反応のアーレニウス型温度依存性が、決定論的および確率的なネットワークモデルを通じて、生物システムレベルでの非アーレニウス型スケーリングや温度補償などの創発的動態へと変換されるメカニズムを解説し、経験的な温度応答曲線と分子組織の間の架け橋を提供するものである。
Magnetically Driven Elastic Microswimmers: Exploiting Hysteretic Collapse for Autonomous Propulsion and Independent Control
本論文は、外部磁場による誘起されたヒステリシス収縮を利用し、非対称な接触・分離運動を通じて低レイノルズ数環境で自律的に推進し、単一の磁場による個別制御も可能にする、3 つの磁性ビーズと弾性リンクからなるマイクロスイマーの設計・最適化とその医療応用への可能性を提案しています。
When velocity autocorrelations mirror force autocorrelations: Exact noise-cancellation in interacting Brownian systems
この論文は、熱平衡状態における相互作用するブラウン系において、速度自己相関関数と力自己相関関数の厳密な比例関係によりノイズ相殺アルゴリズムが理論的に正当化されることを示し、非平衡状態ではこの相関が有限となることを発見することで、同アルゴリズムの適用範囲を拡張した。
Dynamics of viscous liquids and the Random Barrier Model
本論文は、GPU 分子動力学法と粒子交換モンテカルロ法を用いて極粘性領域のガラス形成液体を解析した結果、パラメータを一切持たないランダムバリアモデル（RBM）が、自由パラメータを 1 つ持つフォン・シュヴェイダの法則よりも、固有状態の平均二乗変位や拡散係数の予測において優れた適合性を示すことを明らかにしています。
Field-Programmable Topological Torons in Chiral Nematic Liquid Crystals
この論文は、電場波形を精密に制御することでカイラルネマチック液晶中のトロン（3 次元双ねじれソリトン）を任意の位置に生成・移動させ、その軌跡を描画したり微粒子を搬送したりする再構成可能なマイクロマニピュレーション技術を実証したものである。
Effect of Cylindrical Confinement on the Collapse Dynamics of a Polymer
分子動力学シミュレーションを用いた本研究は、円筒状の閉じ込め条件下で良溶媒から貧溶媒へ急激に変化させたホモポリマーの収縮過程が、局所的な「真珠の首飾り」構造の形成・成長と、それらが球状のグロビュールへ変化する「ソーセージ」構造の緩和という 2 つの段階に分かれ、それぞれの緩和時間や活性化エネルギーが閉じ込めの強さ（円筒半径）に依存して異なる振る舞いを示すことを明らかにした。
Impact of magnetic fields on polaron dynamics in low-dimensional systems
本論文は、連続近似を用いずに離散非線形方程式を数値的に解くことで、外部磁場が電子 - 格子相互作用を考慮した準 1 次元材料における大ポラロンの動的挙動に及ぼす影響が、磁場強度だけでなくソリトンの特性を決定するパラメータ値にも依存することを示し、ドナー複合体によって生成されたポラロンの磁場影響も検討したものである。
Tunable shear thickening in active non-Brownian suspensions
本論文は、粒子ベースのシミュレーションを用いて、非ブラウン運動性で摩擦を伴う反発性活性懸濁液中において、粒子の自己推進力が摩擦媒介のせん断増粘を抑制し、応力依存性を調節可能な「減粘」現象を引き起こすことを明らかにし、その挙動が最近提案された普遍的なスケーリング枠組みに従うことを示した。
Three-stage melting of a macroscopic continuous spacetime crystal
この論文は、マクロな活性粒状ディスクを用いた実験により、空間的秩序と時間的秩序が異なるメカニズムで融解する「時空結晶」の3段階の融解過程を初めて観測し、非平衡古典系における時空対称性の自発的破れが分離可能であることを実証したものである。
Capillary filling of star polymer melts in nanopores
分子動力学シミュレーションを用いた本研究は、ナノ細孔におけるスターポリマーメルトの毛管充填動態を解明し、アーム長や機能性、閉じ込め度合いが浸透速度、鎖の配向・絡み合い、および平衡状態への緩和時間にどのように影響するかを明らかにしました。
Network modelling of yield-stress fluid flow in randomly disordered porous media
この論文は、壁面すべりを考慮した物理ベースの圧力 - 流量関係を用いて、降伏応力流体の多孔質媒体内での非線形輸送と流路の集中現象を捉える新しいポアネットワークモデルを開発し、降伏近傍の圧力損失が障害物スケールではなく絞り部の統計的特性によって支配されることを明らかにしたものである。
Three phases of odd robotic active matter
非対称相互作用を持つロボット群「MASBot」を用いた実験により、非対称弾性結晶から非対称粘性液体、そして自己重力渦ガスに類似したキラル活性気体へと遷移する一貫した相図を確立し、ロボット群をプログラム可能な物質状態として扱う新たな枠組みを提示しました。