| 研究課題/領域番号 |
19H02055
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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18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
辻 知宏 高知工科大学, システム工学群, 教授 (60309721)
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| 研究分担者 |
蝶野 成臣 高知工科大学, システム工学群, 教授 (20155328)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 液晶 / 機械要素 / 非ニュートン流体 / マイクロアクチュエータ / マイクロマニピュレータ / 液晶デバイス / コレステリック液晶 / スメクティック液晶 / アクチュエータ / 異方性流体 / レオロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らはネマティック液晶を利用した新たな機械要素（マイクロアクチュエータ，発電デバイス）の提案および開発を行ってきた．一方，コレステリック液晶およびスメクティック液晶を工学的に応用すれば，これまでに提案してきた液晶機械要素の性能向上のみならず，新たな機械要素の創出につながることが強く期待できるが，それらの流動挙動と分子挙動については学術的未踏領域であることが現状である．そこで本課題では，コレステリック液晶およびスメクティック液晶の流動挙動および分子挙動の解明に向けて実験と数値解析の両面からアプローチし，最終的に，コレステリック液晶およびスメクティック液晶を利用した新機械要素の提案を行う．
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| 研究成果の概要 |
液晶の中でも固体に近い分子配向構造を有するスメクティック液晶およびコレステリック液晶を利用した新たな機械要素の創出を行った．その１つ目は，コレステリック液晶滴を利用した３次元駆動可能なマイクロアクチュエータである．液体中に浮遊する液晶滴の並進駆動および回転駆動に成功した．２つ目は，スメクティック液晶と等方相界面における界面力を利用したマイクロマニピュレータである．材料中に混入した微粒子をスメクティック液晶－等方相界面で捕獲することに成功するとともに，微粒子の運動を解析することで界面力の評価を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，コレステリック液晶およびスメクティック液晶の力学についての学術的知見を積み上げるとともに，それらの液晶を利用した新たな機械要素の創出を行った．ディスプレイ材料として盛んに研究が行われてきたネマティック液晶に加え，上記の液晶の性質を調べることは学術および応用分野の両方に貢献する．また，本研究で提案した機械要素は，MEMSやLab-on-a-chipのようなマイクロ機械デバイスの駆動装置としての可能性を大きく秘めており，今後，更なる研究が期待できる．
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