2016 Fiscal Year Annual Research Report
Competitive contribution of dielectric and elastic free energies to rotation of anisotropic micro-particles dispersed in liquid crystal host
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15K13950
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尾崎 雅則 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50204186)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 液晶 / 誘電異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、液晶性モノマーを光重合することによって、光学的・誘電的異方性を有する任意形状のマイクロ構造体を作製し、それを液晶配向場内においたときに期待される構造体自身の誘電異方性と構造体周囲の弾性場の協奏による電界応答挙動の解明を目的としている。本年度は、粒子の誘電異方性の寄与と周囲の液晶配向場の寄与を分離して検討するために、二周波駆動特性を有するホストネマチック液晶を用いて二光子励起光造形法により二枚のガラス基板で挟んだセル中に浮遊した粒子（3×7μm、厚さ1μm）を作製し、セル面内に矩形交流電界を印加したときの粒子の応答を観測した。印加電界の強度及び周波数を変化させて、粒子の回転挙動を偏光顕微鏡下で観測した。その結果、クロスオーバー周波数（18kHz）から十分に離れた周波数（1kHzおよび100kHz）で駆動した場合、粒子の回転方向は、粒子周囲のホスト液晶の誘電異方性の符号で決定され、粒子の運動の駆動力が粒子周囲のホスト液晶の弾性歪みによるものであることが明らかとなった。一方、クロスオーバー周波数よりわずかに低い周波数（10kHz）で粒子を駆動した場合、印加電界に依存した特異な運動挙動が観測された。その挙動を、粒子周囲の三次元液晶配向歪みを考慮した数値シミュレーションを用いて解析した結果、粒子が負の誘電異方性を有し、その粒子自体の寄与と周囲ホスト液晶の誘電異方性の寄与とが拮抗することにより、粒子の特異な振る舞いが観測されたことが明らかとなった。
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