2015 Fiscal Year Annual Research Report
ポリドメイン液晶エラストマーのソフト弾性を用いた熱駆動アクチュエータの新しい原理
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26620179
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
浦山 健治 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (20263147)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 高分子液晶 / エラストマー / 液晶高分子 / アクチュエータ / ゴム / 液晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
等方相で架橋されたポリドメイン液晶エラストマー(I-PLCE)は，架橋時の液晶配向の記憶効果がないため，ランダムに配向した局所ダイレクターが外場に対して鋭敏に応答すること（ソフト弾性）が研究代表者らによって見いだされている。I-PLCEではソフト弾性の性質により非常に小さな荷重で荷重方向に液晶が一様な再配向が起こる（モンドメイン転移）。荷重下でモノドメインに転移したI-PLCEに温度変化を与えれば，元々（無荷重下で）モノドメイン配向をもつLCEと同じように温度変化に対応した配向度変化による伸縮を生じさせることができる。これが，本課題で提案したI-PLCEの熱駆動の原理であった。この原理を実証するべく，ポリアクリレート骨格の側鎖型I-PLCEおよびポリシロキサン骨格の主鎖型I-PLCEを作製し，動作原理を実証する実験を行った。両者ともに，荷重下で温度変化を与えると大きな伸縮を示し，特に主鎖型I-PLCEでは最大で約50%の伸縮ひずみが生じた。これまではこのような大きな熱伸縮を生じるLCEは，モノドメイン状態での架橋によって作製するモノドメイン配向のLCEに限られており，同LCEの作製には大きな手間を要するという問題があった。ポリドメインLCEでは，このような作製時の面倒な配向操作は不要である。この意味において，本研究の成果はLCEを熱駆動アクチュエータとして実用化していくための貴重な知見となると考える。
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