液晶と分散系ER流体を用いた複合機能を有するマイクロ流体制御デバイスの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555059
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 長谷川 富市 新潟大学, 工学部, 教授 (80016592)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅子 佳延 株式会社 日本触媒, 筑波研究所, 主任研究員 ; 鳴海 敬倫 新潟大学, 工学部, 助教授 (20143753)
• Keywords: 機能性流体 / 液晶 / 電気粘性効果 / 流体制御 / エレクトロレオロジー / ER流体

Research Abstract

昨年度の液晶用、分散系ER流体用の各デバイス要素の基礎的検討結果をもとに、本年度は両デバイスの詳細な検討と液晶と分散系ER流体を併用し、両者の利点を併せ持つERデバイスの試作を行った。また、並行して、液晶ERデバイスの電場による配向と流動配向による光学パターンの変化と流速との関係を用いた流量測定法の試験的検討も行った。
まず分散系ER流体の微小縮小流路内での粒子の挙動を高解像度のデジタルカメラを用いて検討し,ER効果の安定性に流路形状が影響している点を明らかにし,実用的には縮小部を持つ流路が有効であることを明らかにした。また,液晶ERデバイスについては液晶の分子構造と物性のER効果への影響について,粘度モデルを実験式的に構築し系統的に調べた。また,電極面の配向処理によってもER効果が安定することが明らかになり,実用的条件に合った液晶ならびに電極面状態を選択できるデータが得られた。この結果をもとに、液晶ERデバイスと分散系ER流体のデバイスを併用したデバイスを試作し、その性能を検討した。現在は両流体の接触面での拡散が問題となっており,この点を少なくすべく,検討を続けている。
液晶の流動状態の可視化から流量を測定するシステムについては高解像度のデジタルカメラと偏光顕微鏡を組み合わせてパソコンに取り込んで画像処理を行って,データベース化した。現在は精度上の改善を試みている。
上記の結果は次年度の研究につながるものであり、現在、これら双方の検討結果をもとに、実用化の方向性についてさらに検討を加えている。

Research Products

• [Publications] 鳴海敬倫 他3名: "Converging and Diverging Flow of Electrorheological Fluid in Minute Channels"Proc. 7th Int. Conf. on ER Fluid and MR Suspensions. 45 (1999)
• [Publications] 菅原圭一,鳴海敬倫 他2名: "微小すきまにおける液晶のER効果に対する壁面状態の影響"第47回レオロジー討論会 講演要旨集. 81-82 (1999)