Collective Motion of Granular Particles Induced by Moving Interfaces(New Frontiers in Colloidal Physics : A Bridge between Micro- and Macroscopic Concepts in Soft Matter)

Abstract

水と粉粒体の混合系における乾燥過程で、粉粒体の含有量がある範囲内の場合、乾燥によって水-空気界面の運動が引き起こされ、界面運動によって粉粒体が掃き集められ凝集し、最終的に、凝集した粉粒体によって迷路状のパターンが形成されることが知られている。この現象は、一般的には2相系の一方に粒子が存在する状態で、相の界面運動と粒子の集団運動との相互作用によって現れるものと考えられる。我々は、この考えに基づいてモデルを構築し、実験で観られるパターン形成を再現し、界面-多粒子系で成り立つ描像の一つを提案する。

The aggregation of particles has attracted considerable interest as a problem of non-equilibrium physics. In the case of particle aggregation in a multiphase system, particle motion can interact with phase boundary motion. For example, surfactant molecules in an oil-water system affect the motion of the oil-water phase boundary. In this case, by changing the concentration of the surfactant, various structures are formed in the microemulsion system such as spheres, cylinders, and lamellae.