Liquid crystal elastomers with tribological tunability

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20967
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Ohzono Takuya 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (40344030)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 則包 恭央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (50425740)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 液晶エラストマー / トライボロジー / 付着 / ゴム / ポリマー / 光制御

Outline of Final Research Achievements

We focused on elastomeric materials with stimulus-responsive liquid crystalline properties (liquid crystalline elastomers) and conducted exploratory basic research on their application by utilizing their unique mechanical properties and compositing them with other materials, aiming to develop materials with switchable adhesion and desorption properties that are promising as materials for robot hand tips. As a result, we found the correlation between the monomer compositions and physical properties of liquid crystalline elastomers, the understanding of their semi-plastic properties, and the fact that their semi-plastic properties are superior in switching adhesion/desorption properties, especially on rough surfaces, and were able to show the expansion of the application potential of this material.

Free Research Field

ソフトマター物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

液晶エラストマというゴムでありながら液晶性を有する材料が、例えばロボットハンド指先の材料として活用できるという期待のもとで、その応用可能性を詳細に探ることを目的として研究を行った。その結果、特にその特異な力学特性はゴムとは異なって、ある程度の範囲で流動的に変形できる準塑性を発見し、その特異な特性を用いることで、粗面に対して比較的強く付着し、光等の刺激で脱離させられるという、これまでにない応用可能性を示すことで、本材料の応用可能性を明確化できた。