非熱的なソフト粒子系(コロイド、エマルジョン、泡、粉体など)のレオロジーは、ジャミング転移点近傍で強い空間相関による非局所性を伴うと予想される。非局所的な構成則では、応力は空間内のいかなる点の変形に対しても応答するよう再定義され、粘性率は異なる点を繋ぐ伝搬関数(グリーン関数)の役割を果たす。伝搬関数のモデリングは難題なので、我々はこれを分子動力学法で直接計算した。サスペンションなど、溶媒から抵抗を受けるソフト粒子のモデルを使い、コルモゴロフ流によって局所的なせん断率と応力を発生させ、伝搬関数としての粘性率を測定する。伝搬関数のフーリエ変換が波数の線形項を含むという新しい発見に加え、これを考慮したグリーン関数から非局所性の範囲を定量化したことに意義がある。〜細胞は、受容した力を生化学反応に変換し、力生成で応答する生き物らしい性質をもっています。このメカノケミカルフィードバックを有する細胞が集団で発揮するダイナミクスは、さまざまな生命機能の根幹をなします。本セミナーでは、MAPキナーゼERKシグナルに着目し、培養細胞における細胞集団移動とマウスの肺における分岐形態形成に関する多細胞のメカノケミカルフィードバックシステムについて紹介します。イメージング、数理モデルなどがキーワードですが、美しい動画がたくさんあるので、これらの分野に馴染みのない方でも楽しめると思います。材料組成の変化を秩序変数で表すフェーズフィールド法は、自由境界を持つ多くの分野へ応用され、き裂の有無をフェーズフィールドで表現したき裂進展モデルについても近年盛んに研究されている。近似エネルギーの勾配流方程式を導出することで、フェーズフィールドと板の変位について、数値シミュレーションに適した時間発展方程式が導出できることを示した。型粘弾性を持つモデルに拡張され、数値シミュレーションから境界変位速度と粘弾性係数の関係によりき裂の進展が切り替わることが確認された。型へも拡張できることもわかっており、より現実の材料に近い特性を再現し、新しい材料の設計に活用することが期待されている。