| 研究課題/領域番号 |
20K05656
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
金子 光佑 立命館大学, 生命科学部, 助教 (30469192)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | 液晶 / エラストマー / フローフォーカシングデバイス / 誘電率異方性 / 電気粘性効果 / アクチュエータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では高齢化社会を見据えた介護ロボットへの応用を視野にいれ、電場印加による液晶材料の粘度変化(電気粘性効果)を利用し、印加交流電場の周波数変化により液晶分子の配向を制御して(二周波駆動方式)粘度の増減スイッチングを引き起こす二周波駆動型液晶アクチュエータ材料の開発を行う。
【具体的な研究項目】
①二周波駆動液晶の分子設計および誘電率異方性の評価
②球状液晶エラストマーの合成および印加交流電場の周波数変化時における形状観察
③印加交流電場の高・低周波数スイッチングによる電気粘性効果の測定
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| 研究成果の概要 |
エラストマーとはゴム状の弾力性と柔軟性とを有する高分子材料の総称であり、液晶性を有するものを液晶エラストマー(LCEs)という。LCEsが示す魅力的な特性は、分子配向を電場・磁場・光・温度により制御できることである。このように液晶モノマーをエラストマー中に組み込むことにより、高分子材料に外部刺激応答性をもたせることができる。本研究では、印加交流電場の周波数に依存して異なる誘電率異方性を示す二周波駆動液晶を用いて、球状LCEsを合成することを目的とした。また、直流および交流電場印加下における球状LCEsの形状変化を観察し、印加交流電場の周波数と形状変化の相関についても検討した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では二周波駆動液晶の基礎的研究を完成し、二周波駆動性を利用した新しいアクチュエータ材料の創製や液晶ブレーキへの実用化に展開するための基盤となる研究を行う。
従来型の電場のON・OFFによる刺激応答は、外場による一方向への応答性(電場ON)を利用した原理であるため、逆方向への応答(電場OFF)については駆動力が働いていない。本研究は、印加交流電場の周波数の違いによって異なる誘電率異方性を示す二周波駆動液晶を用い、周波数の変化により棒状液晶分子の配向を制御して球状エラストマーの形状変化を促す、本質的な意味でのスイッチング機能を利用する新たな試みである。
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