二次元液晶における分子ダイナミクスの時空間変換の解明

• 研究領域: 非平衡ソフトマター物理学の創成に関する総括研究
• 研究課題/領域番号: 18068017
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 多辺 由佳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50357480)
• 研究分担者: 米谷 慎 (独)産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, グループリーダー (30443237)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 74,700千円 (直接経費: 74,700千円); 2010年度: 14,400千円 (直接経費: 14,400千円); 2009年度: 15,300千円 (直接経費: 15,300千円); 2008年度: 15,300千円 (直接経費: 15,300千円); 2007年度: 15,300千円 (直接経費: 15,300千円); 2006年度: 14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
• キーワード: 二次元液晶 / 非平衡構造 / キラリティ / 分子モーター / 非平衡・非線形物理学 / ナノ構造物性 / 高分子・液晶 / ソフトマターの物理

研究概要

液晶は棒状の小さな分子が方向をそろえてできた集合体で、電場や磁場によって分子全体の向きを自由に変えることができる。本研究では、1個の分子の運動とそれが集合してできた液晶全体の運動に注目し、光学実験と分子動力学計算という2つの方法で、両者の関係を定量的に調べた。その結果、薄膜中のキラル液晶分子に気体分子を衝突させて個々の分子自転方向に偏りを与えると、液晶全体が一方向に回転すること、またその回転の効率は、衝突気体と液晶分子との化学構造、及び衝突気体の運動量で決まること、がわかった。これは、キラル液晶分子の運動とマクロな配向挙動の対応関係を明確に示すものである。

研究成果

• [雑誌論文] Orientational Correlations in Two-dimensional Liquid Crystals Studied by Molecular Dynamics Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: G.Watanabe, J.Saito, N.Kato, Y.Tabe
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. Vol.134 ページ: 54513-54513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientational Correlations in Two-dimensional Liquid Crystals Studied by Molecular Dynamics Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Go Watanabe, Jun-ichi Saito, Nobuyuki Kato, Yuka Tabe
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Equilibrium Dynamics of 2D Liquid Crystals Driven by Transmembrane Gas Flow (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Seki, Ken Ueda, Yu-ichi Okumura, Yuka Tabe
  • 雑誌名: J.Phys.Condens.Matter 巻: 22(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward Rational Design of Complex Nano-structured Liquid Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoneya
  • 雑誌名: The Chemical Record 巻: 11(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Condensed-Phase Chiral Molecular Propellers (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoneya, Y.Tabe, H.Yokoyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem B Vol.114 ページ: 8320-8320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Condensed-Phase Chiral Molecular Propellers (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoneya, Yuka Tabe, Hiroshi Yokoyama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 巻: 114 ページ: 8320-8326
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水分子駆動によるキラル液晶モーター (2010)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 雑誌名: 生物物理 50 ページ: 30-31
  • NAID: 10025976172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas Permeation of LC Films Observed by Smectic Bubble Expansion (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Ishii, Y.Tabe
  • 雑誌名: EPJE Vol.30 ページ: 257-257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas Permeation of LC Films Observed by Smectic Bubble Expansion (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Ishii, Yuka Tabe
  • 雑誌名: Eur.Phys.J.E 30 ページ: 257-264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical transformation of topological defects formed around colloidal droplets dispersed in azobenzene-containing liquid crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, Y. Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: COLLOIDS AND SURFACES A vol.334 ページ: 155-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of Defect Structures and Colloidal Chains in Liquid Crystals by Means of Photochemical Re actions of Azobenzene Compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, Y. Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 498 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical Transformation of Topological Defects Formed around Colloidal Droplets dispersed in azob enzene-containing liquid crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, Y, Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: COLLOIDS AND SURFACES APHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS 334 ページ: 155-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation Study of Gas Transport through Chiral Liquid Crystalline Monolayer (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Yoneya, Y.Tabe, H.Yokoyama
  • 雑誌名: Ferroelectrics Vol.365 ページ: 139-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation study of gas transport through chiral liquid crystalline monolayer (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yoneya, Y. Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Ferroelectrics 365 ページ: 297-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation Study of Gas Transport through Chiral Liquid Crystalline Monolayer (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yoneya, Y. Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Ferroelectrics 365 ページ: 297-306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Precession of Chiral Liquid Crystals under Transmembrane Mass Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Watanabe, Y. Tabe
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th Century COE Symposium ページ: 138-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tilted and Non-tilted Liquid Crystalline Langmuir Monolayers : Analogy to Bulk Smectic Phases (2007)
  • 著者名/発表者名: G.Watanabe, Y.Tabe
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn Vol.76 ページ: 94602-94602
  • NAID: 110006418602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tilted and monolayers: analogy to bulk smectic phases (2007)
  • 著者名/発表者名: G. Watanabe, Y. Tabe
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 76 ページ: 94602-94602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced transformation of defect structures in photochromic liquid-crystal emulsions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, H. Yokoyama, Y. Tabe
  • 雑誌名: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 478 ページ: 967-975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced transformation of defect structures in photochromic liquid-crystal emulsions (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, H. Yokoyama, Y. Tabe
  • 雑誌名: Molecular crystals and liquid crystals 478 ページ: 967-975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tilted and non-tilted liquid crystalline langmuir monolayers: Analogy to bulk smectic phases (2007)
  • 著者名/発表者名: G. Watanabe, Y. Tabe
  • 雑誌名: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 76 ページ: 94602-94602
  • NAID: 110006418602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Air tube formation at the freezing transition in nematic liquid crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: C. Voeltz, Y. Maeda, Y. Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Physical Review E 75 ページ: 31702-31702
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光で走る液晶の配向波 (2007)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 雑誌名: 高分子 56 ページ: 514-514
  • NAID: 130005459526
• [雑誌論文] Director-configurational Transitions around Microbubbles of Hydrostatically Regulated Size in Liquid Crystals (2006)
  • 著者名/発表者名: C.Voeltz, Y.Maeda, Y.Tabe, H.Yokoyama
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. Vol.97 ページ: 227801-227801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Director-configurational transitions around microbubbles of hydrostatically regulated size in liquid crystals (2006)
  • 著者名/発表者名: C. Voltz, Y. Maeda, Y. Tabe, H. Yokoyama
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 97 ページ: 227801-227801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Director-configurational transitions around microbubbles of hydrostatically regulated size in liquid crystals (2006)
  • 著者名/発表者名: C.Voeltz, Y.Maeda, Y.Tabe, H.Yokoyama
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 97 (22) ページ: 227801-227801
• [雑誌論文] Photonic manipulation of topological doped with azober defects in liquid-crystal emulsions zene derivatives (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Yamamoto, Y.Tabe, H.Yokoyama
  • 雑誌名: Thi Solid Films 509 ページ: 81-81
• [雑誌論文] キラル液晶分子モーター (2006)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 雑誌名: 液晶 10 (3) ページ: 277-277
  • NAID: 10018184706
• [雑誌論文] Non-Equilibrium Dynamics of 2D Liquid Crystals Driven by Transmembrane Gas Flow
  • 著者名/発表者名: K.Seki, K.Ueda, Y.Okumura, Y.Tabe
  • 雑誌名: J.Phys. in press.
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Liquid-crystalline Molecular Rotors with Chiral Propellers (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoneya, Yuka Tabe, Hiroshi Yokoyama
  • 学会等名: 23rd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: クラクフ市ポーランド
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Anomalous Deformation of Smectic Liquid Crystal Bubbles under DC Electric Field (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuka Tabe, Shin-ya Sugisawa, Yoko Ishii
  • 学会等名: The 5th Italian-Japanese Workshop on Liquid Crystals
  • 発表場所: チェトラーロ、イタリア
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] Anomalous Deformation of Smectic Liquid Crystal Bubbles under DC Electric Field (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tabe, S.Sugisawa, Y.Ishii
  • 学会等名: The 5th Italian-Japanese Workshop on Liquid Crystals
  • 発表場所: Cetraro, Italy.
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Liquid-crystalline Molecular Rotors with Chiral Propellers (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoneya, Y.Tabe, H.Yokoyama
  • 学会等名: The 23rd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Krakow, Poland.
• [学会発表] Possible Nanomachine Made of Chiral Liquid Crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuka Tabe
  • 学会等名: Optics & Photonics, SPIE
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] Liquid Crystallinity of the MARTINI Coarse Grained Cholesterol Model and Its Derivatives (2009)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoneya
  • 学会等名: Faraday Discussion 144 : Multiscale Modelling of Soft Matter
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Possible Nanomachine Made of Chiral Liquid Crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tabe
  • 学会等名: Optics & Photonics SPIE
  • 発表場所: San Diego, USA.
• [学会発表] Liquid Crystallinity of the MARTINI Coarse Grained Cholesterol Model and Its Derivatives (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yoneya
  • 学会等名: Faraday Discussion 144 : Multiscale Modelling of Soft Matter
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands.
• [学会発表] 分子動力学を用いたLehmann効果のミクロダイナミクス解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺豪, 多辺由佳
  • 学会等名: 2008年度日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 京都キャンパスプラザ
  • 年月日: 2008-09-14
• [学会発表] 光ピンセットを用いたLehmann回転トルクの測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関一義、宇田寿久、多辺由佳
  • 学会等名: 2008年度日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 京都キャンパスプラザ
  • 年月日: 2008-09-14
• [学会発表] スメクチックバブルの選択的ガス透過性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石井陽子, 北川拓磨, 多辺由佳
  • 学会等名: 2008年度日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 京都キャンパスプラザ
  • 年月日: 2008-09-14
• [学会発表] Lehmann rotation in chiral LC thin films : Origin of unidirectional torque (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tabe
  • 学会等名: The 4th Japanese-Italian Workshop on Liquid Crystals
  • 発表場所: Nara Japan
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] Lehmann rotation in chiral LC thin films : Origin of unidirectional torque (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tabe
  • 学会等名: The 4th Japanese-Italian Workshop on Liquid Crystals
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] Molecular Dynamics of Chiral Liquid Crystals under Transmembrane Mass Flow (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Watanabe, Y. Tabe
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Measurement of Lehmann rotational torque by optical tweezers (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Seki, Y. Tabe
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Dynamic Property of Smectic Bubbles (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishii, Y. Tabe
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Lehmann Rotation in Chiral LC Thin Films : Origin of Unidirectional Torque (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Tabe
  • 学会等名: The 4th Japanese-Italian Workshop on Liquid Crystals
  • 発表場所: Nara, Japan.
• [学会発表] 流れ場によるキラル液晶の歳差運動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺豪、多辺由佳
  • 学会等名: 日本液晶学会
  • 発表場所: 東工大大岡山
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] キラル液晶薄膜のプロトン移動による歳差運動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 手塚達也、多辺由佳
  • 学会等名: 日本液晶学会
  • 発表場所: 東工大大岡山
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] 二次元液晶の磁場による動的構造変化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 関一義、多辺由佳
  • 学会等名: 日本液晶学会
  • 発表場所: 東工大大岡山
  • 年月日: 2007-09-13
• [学会発表] Flow-induced Nonlinear Dynamics in Two-dimensional Liquid Crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tabe
  • 学会等名: 9th European Conference on Liquid Crystals
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2007-07-06
• [学会発表] Flow-induced nonlinear dynamics in two-dimensional liquid crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tabe
  • 学会等名: The 9th European Conference on Liquid Crystals
  • 発表場所: Lisbon Portugal
  • 年月日: 2007-07-05
• [学会発表] Flow-induced Nonlinear Dynamics in Two-dimensional Liquid Crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Tabe
  • 学会等名: 9th European Conference on Liquid Crystals
  • 発表場所: Lisbon, Portugal.
• [学会発表] Molecular rotational motion in chiral LC monolayers (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Tabe, G. Watanabe, H. Yokoyama
  • 学会等名: The 21st International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Colorado USA
  • 年月日: 2006-07-05
• [学会発表] Chiral LC nanomotor in pseudo-biomembranes driven by proton transfer (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Tabe, T. Tezuka, Y. Okumura, H. Yokoyama
  • 学会等名: The 21st International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Colorado USA
  • 年月日: 2006-07-04
• [図書] 自己組織化ハンドブック「液晶単分子膜における自己組織化構造」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 総ページ数: 940
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] "超分子サイエンス&テクノロジー"第3章第2節4「プロペラ分子機械」 (p.570-577) (2009)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 出版者: (株)NTS出版
• [図書] 最新分子マシン「ナノサイズのプロペラキラル液晶ナノマシン」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 出版者: 化学同人出版
• [図書] "最新分子マシン" 第3章6節「ナノサイズのプロペラ キラル液晶ナノマシン」 (p80-84) (2008)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 出版者: 化学同人編集部出版
• [図書] 最新分子マシン「ナノサイズのプロペラキラル液晶ナノマシン」(第3章6節) (2008)
  • 著者名/発表者名: 多辺由佳
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 化学同人
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://softmatter.jp/gyoseki_a/cat/a03/tabe-y