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イオンの局在化による新たな分子自己組織化メカニズムの確立と光機能性ゲルへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01851
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関北海道大学

研究代表者

佐々木 裕司  北海道大学, 工学研究院, 助教 (00649741)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード液晶 / 自己組織化 / パターン形成 / 表面改質 / ゲル
研究成果の概要

液晶材料で観察される分子配向のトポロジカル欠陥を、イオンの局在化を利用することで、ミクロな領域に規則正しく並べる手法について検討を行った。液晶材料を封入する基板表面を紫外線オゾン洗浄することによって、液晶分子の種類を選ばすにトポロジカル欠陥を整列させる手法を確立した。様々な化合物について実験を行うことで、試料中に含まれるイオンの局在化に関する知見を得た。紫外線オゾン洗浄を選択的な領域に行うことで、自己組織化によるパターン形成を広範囲に渡って極めて一様に制御できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

液晶材料において分子配向を制御することは、応用面から常に重要である。従来の液晶デバイスでは、分子配向の欠陥は不必要なものとされてきた。それに対し、近年になり、欠陥構造に由来する光学特性を利用した素子が実用化されはじめ、分子配向欠陥を制御する方法の確立が必要とされている。本研究では、分子配向欠陥を規則正しくミクロなスケールで配列させるボトムアップ型の手法を確立した。欠陥を使った光学実験を実験室レベルで容易に実施できるようになると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ハンガリー科学アカデミー・ウィグナー物理学研究センター(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A general control strategy to micropattern topological defects in nematic liquid crystals using ionically charged dielectric surface2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki, J. Takahashi, S. Yokokawa, T. Kikkawa, R. Mikami, H. Orihara
    • 雑誌名

      Advanced Materials Intefaces

      巻: - 号: 11

    • DOI

      10.1002/admi.202100379

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable two-dimensional polarization grating using a self-organized micropixelated liquid crystal structure2018

    • 著者名/発表者名
      Amano Reo、Salamon Peter、Yokokawa Shunsuke、Kobayashi Fumiaki、Sasaki Yuji、Fujii Shuji、Buka Agnes、Araoka Fumito、Orihara Hiroshi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 号: 72 ページ: 41472-41479

    • DOI

      10.1039/c8ra08557a

    • NAID

      120006551601

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tunable Optical Vortices Generated by Self-Assembled Defect Structures in Nematics2018

    • 著者名/発表者名
      Salamon Peter、Eber Nandor、Sasaki Yuji、Orihara Hiroshi、Buka Agnes、Araoka Fumito
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 10 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.10.044008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 液晶パターン形成における閾値電圧の インピーダンス測定による評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木裕司, 吉川拓穂, 長川純也, 折原宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 液晶トポロジカル欠陥のパターン形成と表面改質の効果2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 裕司、横川 俊輔、高橋 淳之介、吉川 拓穂、藤井 修治、折原 宏
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光重合性液晶材料を用いたトポロジカル欠陥配列の形成2019

    • 著者名/発表者名
      吉川 拓穂、佐々木 裕司、藤井 修治、折原 宏
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 表面改質を利用した液晶トポロジカル欠陥配列の作成2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 裕司、横川 俊輔、高橋 淳之介、吉川 拓穂、藤井 修治、折原 宏
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Polymer-stabilization of a micro-pixelated liquid crystal structure2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sasaki, Motoshi Ueda, Khoa V. Le, Reo Amano, Shin Sakane, Shuji Fujii, Fumito Araoka, Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Chirality on Self-Organized Topological Defects Arrays2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yokokawa, Junnosuke Takahashi, Yuji Sasaki, Shuji Fujii, Fumito Araoka, Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液晶トポロジカル欠陥配列の光回折特性2018

    • 著者名/発表者名
      横川 俊輔、天野 怜央、小林 史明、佐々木 裕司、藤井 修治、荒岡 史人、折原 宏
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トポロジカル欠陥配列に対するキラリティの効果2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 淳之介、横川 俊輔、佐々木 裕司 、荒岡 史人、藤井 修治、折原 宏
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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