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力学系的手法によるキラル液晶の構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03416
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12040:応用数学および統計数学関連
研究機関山口大学

研究代表者

西山 高弘  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (60333241)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード力学系 / キラル液晶 / ブルー相 / ベルトラミ流 / 不変トーラス / 磁気群 / 液晶 / 結晶群
研究成果の概要

力学系の積分曲線すべての集合が,与えられた空間群の対称性をもつようにパラメータを決める際,磁気群を利用する方法が便利であることを示した.そして,その方法をキラルな六方晶の対称性のもとで適用し,数値的に得られた不変トーラスの配置が,キラルスメクチック液晶のブルー相におけるダブルツイストシリンダの配置として過去に提案されたものと類似していることを指摘した.また,立方晶の対称性のもと,不変トーラスが円柱充填6種(そのうち2種はコレステリック液晶のブルー相におけるダブルツイストシリンダの配置に相当)のそれぞれに似た配置をとるためには,どのような磁気群を力学系に適用したら良いかについて明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

結晶学的対称性をもつ力学系の研究は過去にも存在したが,欲しい結晶学対称性や欲しい不変トーラスの配置を実現させるため,磁気群を力学系に適用する方法は,従来には無かった新しいものである.そのアプローチで力学系の積分曲線を用いてキラル液晶中の分子配向をモデル化することについては課題も残ったが,電磁場中の電気力線や磁力線について本研究の手法が適用可能とみられ,今後も研究の価値があると思われる.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Rod-packing arrangements of invariant tori in solenoidal vector fields with cubic symmetries2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishiyama
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Chemistry

      巻: 60 号: 7 ページ: 1163-1199

    • DOI

      10.1007/s10910-022-01349-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystallography of three-dimensional fluid flows with chirality in hexagonal cases2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishiyama
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section A

      巻: 75 号: 6 ページ: 798-813

    • DOI

      10.1107/s205327331901146x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 立方晶の対称性をもつベクトル場におけるダブルツイスト構造.rod packing の観点から2021

    • 著者名/発表者名
      西山高弘
    • 学会等名
      日本液晶学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元周期的な流れの結晶学2019

    • 著者名/発表者名
      西山高弘
    • 学会等名
      第65回理論応用力学講演会・第22回土木学会応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] キラル液晶のシリンダ構造に関する常微分方程式を用いた考察-その3-六方晶の場合2019

    • 著者名/発表者名
      西山高弘
    • 学会等名
      日本液晶学会 討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] キラル液晶のシリンダ構造に関する常微分方程式を用いた考察 - その2 - 磁気群の応用2018

    • 著者名/発表者名
      西山高弘
    • 学会等名
      日本液晶学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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