2018 Fiscal Year Research-status Report
Creation of environment-responsive material based on stimuli-responsiveness of molecular order of inorganic nanotube
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18K05252
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
敷中 一洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00507189)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノチューブ / 刺激応答素材 / ゲル / 液晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、IGナノチューブのらせん秩序を元とした液晶素材の開発を目的とする。研究者がこれまでに開発したミリメートルオーダーで欠陥の無いIGらせん秩序は既存の液晶素材に比して高速な電場応答を示すと期待される。目的達成に向けた研究として以下を計画する。
① IGゲルの振とう・ずり以外の外部刺激に対する応答性を評価する
② 円筒キャピラリーで確認されたIGナノチューブらせん秩序を平行平板間で作成する
③ IGナノチューブらせん秩序の液晶素材としての機能 (電場応答性) を評価する。
以上の研究計画遂行のために、2018年度はまず熱・電場によるIGゲルの物性制御の可能性を見出すことを目的に、IGゲルの熱刺激に対する粘弾性応答性を評価した。具体的に、IGナノチューブと二塩基酸から成るハイドロゲルについて、粘度計を用いて熱印加に応じた粘弾性変化を測定した。結果として常温において固体状態を保つ高い粘性率を示したゲルについて、目視で液化する60℃における粘性率の大幅な減少を確認した。この成果はIGゲルの力学刺激以外の熱による物性制御の可能性を示唆するとともに多元的な環境変化に応答し構造・機能の最適化を示す高付加価値素材としてのIGゲルの利用可能性を示す。これに加えて、平行平板内におけるIGナノチューブの配向秩序作成を達成した。更に2019年度以降の実験検討に向けたIGナノチューブらせん秩序へ電場を印加するための顕微鏡システム・ファンクションジェネレーターなどの実験設備をセットアップした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、当初計画していた力学刺激以外の熱に応じた粘弾性挙動の評価が出来ており、かつ来年度以降の実験に向けた平板間でのIGナノチューブ配向秩序の作成と電場応答を評価するための実験システムを構築できた。以上を鑑みるに研究は順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度以降は平行平板内におけるIGらせん秩序の電場応答性を評価する。IGナノチューブの作るミリオーダーで欠陥の無いらせん秩序はキャピラリーチューブ内で数μmのコレステリックピッチバンドを示す。よってこれ以下の厚みを持つ平面空間内へのらせん秩序の充填によりねじれ配向が解消し、らせん秩序における自発分極がセルに対して垂直にそろうと期待される。つまり特定の向きにのみ分極のダイレクタがそろう配列が許されるようになり、表面安定化強誘電性液晶としての性質を示すと見込まれる。このような性質を持つ液晶素材は一般に用いられる液晶などに比して高速な電場応答性が期待される。更に本系では基板表面処理を必要とせず流動刺激という単純な処理のみで表面安定化強誘電性液晶が達成できると予想される。本課題ではIGナノチューブを架橋する二塩基酸の構造・ゲルの溶媒・IGの長さを系統的に変化させ電場応答性との相関を評価する。
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| Causes of Carryover |
一部消耗品について翌年度以降の使用見込みとなったため、当該金額を持ち越し2019年度に当該消耗品の購入手続きをおこなう。
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