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液晶エラストマーゲルのネットワーク構造と相変化のダイナミックス

研究課題

研究課題/領域番号 19031023
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

甲斐 昌一  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20112295)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
2008年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2007年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
キーワード液晶エラストマー / 高分子物性 / 構造転移 / ダイマー / サイボタティック・ネマチック / 液晶オラストマー
研究概要

液晶エラストマーの物性は、液晶分子の構造やクロスリンキング物質の構造と濃度に大きく依存する。本年度はサイドチェーン型の液晶エラストマー(LCE)とメインチェーン形液晶エラストマーの研究を行った。今回とくに新しいメインチェーン型液晶エラストマーを合成し、その膨潤物性ならびに弾性特性を測定した。その結果、ドライ状態のメインチェーン型LCEでは電気力学効果は全く観測されないが、5CBで膨潤された場合には大きな電気力学効果が観測され、同時に電界誘起のポリドメイン-モノドメイン(PM)転移が誘起された。これが光透過率に大きな変化を示すことが見いだされ、PM転移と電気力学効果との関連が明らかとなった。また弾性測定に依れば、メインチェーンLCEでは非常に少ない伸張率で応力-変形曲線に平坦部が現れ、これが液晶分子の回転に起因するものと分かった。併せてメインチェーンLCEではこの平坦部(約10KPa以下)で膨潤速度が上昇し、弾性係数が約100Kpa程度を越えると膨潤しなくなることが分かった。これらは弾性ストレス律速の膨潤現象が起こっているものと考えられ、その機構について今後研究を行う予定である。
一方、サイドチェーンに2種の液晶分子を混合し、併せてクロスリンキング濃度を変えた場合にどのような構造変化・物性変化を呈するかを昨年度に続き調べた。その結果、極性の強い液晶分子の濃度が増すと堅くなり、かつ層構造をとりやすく、スメクチック相やバイレーヤー・ダイマーとなりやすいことが明らかとなった。これらの現象を相互作用ならびに構造面から理解するためにX線解析実験を進行中である。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Multifunctional liquid crystal elastomers : Large electromechanical and electro-optical effects2008

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Hashimoto, Yusril YUSUF, Simon Krause, Heino Finkelmann, P. E. Cladis, Helmut R. Brand, Shoichi KAI
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromechanical and Electrooptical Effects of Liquid Crystal Elastomers Swollen with a Low Molecular Weight Light Crystal2007

    • 著者名/発表者名
      Yusril, YUSUF・Shigehiro, HASHIMOTO・Dong-Uk, CHO・Helmut, R.・BR, AND・Heino, FINKELMANN・Shioichi, KAI
    • 雑誌名

      Molecular Crystals Liquid Crystals Vol. 477

      ページ: 127-135

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Shape Anisotropy and Optical Birefringence Measuiements of Dry and Swollen Liquid Single Crystal Elastomers2007

    • 著者名/発表者名
      Yunsril, YUSUF・Naoki, MINAMI・Shohei, YAMAGUCHI・Dong-Uk, CHO・P., E., CLADIS・Helmut, R.・BRAND・Heino, FINKELMANN・and Shoichi, KAI
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan Vol.76, No.7

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Swelling dynamics of main chain liquid-crystalline elastomers2008

    • 著者名/発表者名
      Yusril Yusuf, Shigehiro Hashimoto, P. E. Cladis, Helmut R. Brand, Simon Krause, Heino Finkelmann, Shoichi Kai
    • 学会等名
      22th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Jeju, KOREA
    • 年月日
      2008-07-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrically induced monodomain-polydomain transition in main chain liauid-crvstalline elastomers2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yusuf, S. Kai
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館,京都市
    • 年月日
      2008-06-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Cyano Type Mesogenic Units in Liquid Crystal Elastomer2008

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, N. Minami, S. Kawano, H. Okabe, L. Ramon, H. Finkelmann, S. Kai
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館,京都市
    • 年月日
      2008-06-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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