2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the anisotropic structure formed by nematic colloidal molecules
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15K13551
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木村 康之 九州大学, 理学研究院, 教授 (00225070)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 液晶 / 光ピンセット / コロイド分子 / コレステリック液晶 / 光駆動回転 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、昨年度に光ピンセットを用いて階層的に作成を行った新規コロイド構造体を自己組織的に実現する方法の検討を行った。自己組織化を行う際にクリアすべき課題として、効率的な欠陥の方向制御方法の実現である。昨年度に行ったコロイド構造体の電場応答の研究で見出した、「粒子の移動方向が欠陥の方向に依存する」という興味深い物性を利用すれば電場下で両者を空間的に分離可能であることが予想される。そこで我々は、コロイド粒子を分散したネマチック液晶をセルに注入する際に交流電場を印加することで、欠陥が上向きの粒子と下向きの粒子を空間的に分離し、その後両者を混合する方法を開発した。まず、電場を印加した状態では予想通り同じ方向に欠陥を持つ粒子がセルの上面と下面に分離し、しかも相互の斥力により２次元の六方格子を形成した。この構造が十分に形成された後に電場を切ると、電場無印加の際には観察されなかった、長い直鎖状構造体、６角形リング構造体、４面体構造体、小規模の正方格子などが自己組織的に形成された。この結果、本年度新たに開発した方法を用いれば、階層的作成の際に最も時間を要していた多数の単位構造体作成が自己組織的に実現可能であることがわかった。
次に、自己回転する液晶液滴を用いて流体相互作用で結合した液晶コロイド構造体の作成することを目指し、その基礎となる液晶液滴の回転を光制御する方法の研究を行った。その結果、水中に分散したネマチック液晶液滴では、円偏光照射によりその回転方向と回転速度の制御が可能なこと、コレステリック液晶では、液晶の掌性と同じ向きの円偏光のみで回転運動が誘起されることを明らかにした。今後、本年度に得られた知見を用いて回転液晶液滴の構造形成（動的構造体制御）の研究を展開する計画である。
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