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外場下の液晶ゲルの相転移と配向制御

Research Project

Project/Area Number 16750186
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

浦山 健治  京都大学, 工学研究科, 助教授 (20263147)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords液晶 / ゲル / 体積相転移 / アクチュエータ / 電場変形 / 電気光学効果 / 膨潤
Research Abstract

巨視的な液晶配向を有するモノドメイン液晶ゲルの温度を刺激とした体積相転移および電場を刺激とした配向変化とマクロ変形を実験および理論的に明らかにした.巨視的に一軸配向させた液晶モノマーを光架橋することにより,モノドメインネマチック相を示すゲルを作製した.液晶ゲルの等方性溶媒あるいは液晶溶媒中の平衡膨潤挙動を温度を変数として調べた.ゲルは狭い温度範囲内で等方相とモノドメインネマチック相の間を可逆的に転移し,等方相は膨潤相,ネマチック相は収縮相となった.ネマチック相では体積収縮と同時に液晶配向方向への自発伸長が起こった.平均場理論によって液晶ゲルの異方的な膨潤挙動を解析し,実験結果の特徴を熱力学的に説明することに成功した.
また,誘電異方性の正負が異なる液晶ゲルを合成し,電場変形挙動を調べた.誘電異方性の正負に応じて,ゲルは電場方向に伸長あるいは圧縮されることを明らかにした.さらに,モノドメイン液晶ゲルは,電場によって大きな複屈折変化(電気光学効果)を示し,同時にダイレクターの回転が起こる面でマクロな変形が起こることがわかった.生じたひずみとダイレクターの回転角の関係を解析し,理論的に説明することに成功した.また,電極によってゲルを直接はさんだ拘束状態での電場応答は著しく抑制されることを明らかにした.さらに,ゲルの電場応答が生じる電場のしきい値が存在することを示し,しきい値が電圧で決まる低分子液晶の応答との差異を検討した.

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Deformation Coupled to Director Rotation in Swollen Nematic Elastomers under Electric Fields2006

    • Author(s)
      浦山 健治
    • Journal Title

      Macromolecules 39・5

      Pages: 1943-1943

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Volume Phase Transition of Monodomain Nematic Networks Accompanied by Anisotropic Shape Variation2005

    • Author(s)
      浦山 健治
    • Journal Title

      Macromolecules 38・8

      Pages: 3469-3469

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electrically Driven Deformation of Nematic Gels2005

    • Author(s)
      浦山 健治
    • Journal Title

      Physical Review E 71・5

      Pages: 51713-51713

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Elecrooptical Effects with Anisotropic Deformation in Nematic Gels2005

    • Author(s)
      浦山 健治
    • Journal Title

      Macromolecules 38・9

      Pages: 3574-3574

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anisotropic Swelling and Phase Behavior of Monomdomain Nematic Networks in Nematogenic Solvents2005

    • Author(s)
      浦山 健治
    • Journal Title

      Macromolecules 38・13

      Pages: 5721-5721

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 液晶ゲルの外部刺激応答2005

    • Author(s)
      浦山 健治
    • Journal Title

      高分子 54・7

      Pages: 470-470

    • NAID

      10016466067

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Role of Network Nematicity in Swelling and Phase Eauilibria of Polymer Network in Nematic Solvents2004

    • Author(s)
      新井裕子, 浦山健治, 麹谷信三
    • Journal Title

      Polymer 45・15

      Pages: 5127-5135

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kinetics of Volume Phase Transition in Nematic Gels Coupled with Nematic-Isotropic Phase Trasition2004

    • Author(s)
      浦山健治, 新井裕子, 瀧川敏算
    • Journal Title

      Macromolecules 37・16

      Pages: 6161-6169

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Volume Phase Transition of Monodomain Nematic Networks Accompanied by Anisotropic Shape Variation

    • Author(s)
      浦山健治, 新井裕子, 瀧川敏算
    • Journal Title

      Macromolecules (印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electrically driven deformation of nematic gels

    • Author(s)
      浦山健治, 近藤秀怜, 新井裕子, 瀧川敏算
    • Journal Title

      Physical Review E (印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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