| 研究課題/領域番号 |
18H02034
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
浦山 健治 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (20263147)
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| 研究分担者 |
小椎尾 謙 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (20346935)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 液晶エラストマー / 液晶高分子 / 高分子液晶 / エラストマー / ゴム / 液晶 / 力学物性 / レオロジー |
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| 研究成果の概要 |
液晶エラストマー(LCE)は液晶配向とゴム弾性のカップリングによってソフト弾性とよばれる性質を示す。本研究は，ポリドメイン配向LCE膜の力学特性を直交する２方向に伸長する二軸伸長変形で調べ，２方向のひずみ比にかかわらず，２方向の真応力が均等化され，その真応力が２方向のひずみには関係なく膜厚方向のひずみ（または荷重面の面積）のみによって決まる，という特異性を見出した。一方で，液晶配向は二軸ひずみ場に応じて再配向していることを広角X線散乱測定によって確認した。この結果は，二軸伸長されたLCEは膜厚一定下で自由に形状を変化できる液体的な挙動を示すことを意味し，ソフト弾性の本質的な特徴を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一般的に，力学異方性のないゴムを直交する２方向に伸長すると，真応力（変形状態の断面積あたりの荷重）はひずみの大きい方向の方が大きくなる。液晶ドメインがランダム配向したポリドメイン液晶エラストマーに二軸伸長すると，２方向のひずみの組み合わせに関係なく，２方向の真応力が均等化されるという特異な性質を見出した。また，この真応力の大きさは膜厚方向のひずみ（もしくは荷重面の面積ひずみ）のみで決まっていることも明らかにした。この結果は，ポリドメインLCE膜が二軸荷重下で液体的な挙動を示すことを意味している。この性質により，ポリドメインLCE膜は皺が発生しにくい膜の素材としての応用も期待できる。
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