らせん状配向液晶とゲルのハイブリッド化による新しい物性の創出

• 研究課題/領域番号: 21350123
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 浦山 健治 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20263147)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2011年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2010年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2009年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 液晶 / エラストマー / ゲル / キラリティ / 液晶エラストマー / 光学活性 / ゴム / らせん / アクチュエータ / キラル / 液晶ゲル

研究概要

特定の方向に90度ツイストしたらせん配向をもつ液晶エラストマーを作製した。このエラストマーはらせん形状を示し,温度変化でらせん形態の左右の巻きの向きが反転し、幅/厚みの比によってらせん形態がヘリコイドからスパイラルリボンに転移することがわかった。また、特定の方向に多数巻いたらせん配向をもつコレステリック液晶エラストマーを作製した。このエラストマーは、特定の向きと特定の波長の円偏向を選択反射し、ひずみによって選択反射の波長を可変できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Switching Shapes of Nematic Elastomers with Various Director Configurations (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Urayama
  • 雑誌名: React. Funct. Polym 巻: 73 号: 7 ページ: 885-885
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2012.10.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Memory and Development of Textures of Polydomain Nematic Elastomers (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Higaki, K. Urayama, T. Takigawa
  • 雑誌名: Macromol. Chem. Phys 巻: 213 号: 18 ページ: 1907-1907
  • DOI: 10.1002/macp.201200239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electro-Opto-Mechanical Effects of Swollen Nematic Elastomers (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama
  • 雑誌名: Adv. Polym. Sci. 巻: 250 ページ: 119-119
  • DOI: 10.1007/12_2010_107
  • ISBN: 9783642315817, 9783642315824
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハイブリッド配向液晶エラストマーの熱屈曲挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤芳樹、浦山健治、瀧川敏算、DeSimone,A.,Teresi, L.
  • 雑誌名: 日本液晶学会誌 巻: 16 ページ: 56-56
  • NAID: 10030617817
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/201202248765118556
• [雑誌論文] ハイブリッド配向液晶エラストマーの熱屈曲挙動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤 芳樹、浦山健治、瀧川敏算、DeSimone, A., Teresi, L.
  • 雑誌名: 日本液晶学会誌 巻: 16 ページ: 56-63
  • NAID: 10030617817
• [雑誌論文] Large Electromechanical Effect of Isotropic Genesis PolydomainNematic Elastomers (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Okamoto,T.,K.Urayama,T.Takigawa
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 7 号: 22 ページ: 10585-10585
  • DOI: 10.1039/c1sm06372c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape Selection of Twist Nematic Elastomer Ribbons (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sawa,Y.Fangfu,K.Urayama,T.Takigawa,V.Gimenez-Pinto,R.Selinger,J.Selinger
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. 巻: 108 号: 16 ページ: 6364-6364
  • DOI: 10.1073/pnas.1017658108
  • NAID: 130004590601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature responsive bending of nematic elastomers with hybrid molecular alignment (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sawa, K. Urayama, T. Takigawa
  • 雑誌名: Mol.Cryst.Liq.Cryst 巻: 106 号: 1 ページ: 549-549
  • DOI: 10.1080/15421406.2011.581157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape Selection of Twist Nematic Elastomer Ribbons (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Sawa, K.Urayama, T.Takigawa
  • 雑誌名: Proceedings of Natural Academy Science of America 巻: 108 ページ: 6364-6368
  • NAID: 130004590601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally Driven Giant Bending of Liquid Crystal Elastomer Films with Hybrid Alignment (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sawa,K.Urayama,T.Takigawa,T.,A.DeSimone,L.Teresi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 43 号: 9 ページ: 4362-4362
  • DOI: 10.1021/ma1003979
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液晶エラストマー・液晶ゲルの多様な刺激応答特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 雑誌名: 物性研究 巻: 93 ページ: 579-579
  • URL: http://hdl.handle.net/2433/169245
• [雑誌論文] Thermally Driven Giant Bending of Liquid Crystal Elastomer Films with Hybrid Alignment (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sawa, K.Urayama, T.Takigawa
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 43 ページ: 4362-4369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermally Driven Giant Bending of Liquid Crystal Elastomer Films with Hybrid Alignment (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Sawa, K.Urayama, T.Takigawa, A.DeSimone, L.Teresi
  • 雑誌名: Macromolecules 43(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polydomain-Monodomain Transition of Randomly Disordered Nematic Elastomers with Different Cross-Linking Histories (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama,E.Kohmon,M.Kojima,T.Takigawa
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 42 号: 12 ページ: 4084-4084
  • DOI: 10.1021/ma9004692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically driven director-rotation in swollen nematic elastomers as revealed by polarized Fourier transform infrared spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Fukunaga,K.Urayama,P.Koelsch,T.Takigawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 巻: 79 号: 5 ページ: 51702-51702
  • DOI: 10.1103/physreve.79.051702
  • NAID: 120002086072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polydomain-Monodomain Transition of Randomly Disordered Nematic Elastomers with Different Cross-Linking Histories (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama, E.Kohmon, M.Kojima, T.Takigawa
  • 雑誌名: Macromolecules 42 ページ: 4084-4089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Deformation of Imprinted Twist Nematic Elastomers (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Sawa, K.Urayama, T.Takigawa
  • 雑誌名: J.Phys.:Conf.Ser. 184 ページ: 12022-12022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically Driven Director-Rotation of Swollen Nematic Elastomersas Revealed by Polarized Fourier Transform Infrared Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Fukunaga, K.Urayama, P.Koelsch, T.Takigawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 79 ページ: 51702-51702
  • 査読あり
• [学会発表] 分子配向とマクロ変形のカップリングが生む液晶エラストマーの新規な刺激応答特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 分子ロボティクス研究会講演会
  • 発表場所: 福岡工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] Stretching Driven Director-Rotation in Monodomain and Polydomain Nematic Elastomers (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Urayama
  • 学会等名: Workshop on Mechanics of Soft Materials and Tissues
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Thermosensitve Helical Shape of Twist Nematic Elastomer Ribbons (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Urayama
  • 学会等名: The 4th International Conference “Smart Materials, Structures and Systems”
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] 液晶／エラストマーハイブリッド材料の多様な刺激応答特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 日本液晶学会講演会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 液晶性付与によるエラストマーの新奇な刺激応答挙動の創出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] Shape Selection and Variation of Twist Nematic Elastomer Ribbons (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama
  • 学会等名: KIPS-ESPCI Workshop on Polymer Science
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] ツイスト配向液晶エラストマーリボンの形態の選択性と温度応答性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 2011年高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] ツイスト配向液晶エラストマーリボンの形態の選択性と温度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 2011年液晶討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Shape Selection of Twist Nematic Elastomer Films:Experimental Study (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Urayama
  • 学会等名: The 6th International Liquid Crystal Elastomer Conference
  • 発表場所: Lisbon,Portugal
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] Deformation and Mesogen Reorientation of Polydomain Nematic Elastomers under Electric Fields (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama
  • 学会等名: The 2011 International Workshop on Physics of Poly-Domain Liquid Crystalline Elastomers
  • 発表場所: Shanghai,China
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] 液晶/エラストマーハイブリッド材料の刺激応答特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: ゴム技術フォーラム「ソフトマテリアルの高機能化
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-01-20
• [学会発表] キラルインプリント法により作製した90度ツイスト配向液晶エラストマーリボンの形態変化と形態選択 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 2010年エラストマー討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Shape Variations of Nematic Elastomer Ribbons with Nonuniform Director Configurations (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Urayama
  • 学会等名: The 23rd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Krakow (Poland)
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Shape Variations of Nematic Elastomer Ribbons with Nonuniform Director Configurations (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama
  • 学会等名: The 23rd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Krakow,Poland
  • 年月日: 2010-07-11
• [学会発表] Thermal Deformations of Nematic Elastomer Ribbons with Nonuniform Director Configurations (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Urayama
  • 学会等名: The 5th Italian-Japanese Workshop on Liquid Crystals
  • 発表場所: Cetrano (Italy)
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] Thermal Deformations of Nematic Elastomer Ribbons with Nonuniform Director Configurations (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Urayama
  • 学会等名: The 5th Italian-Japanese Workshop on Liquid Crystals (JILC2010)
  • 発表場所: Cetrano,Italy
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] 液晶エラストマー・液晶ゲルの多様な外部刺激応答特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 第19回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] 液晶エラストマー・液晶ゲルの多様な外部刺激応答特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 第19回日本MRS学術シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館 (横浜市)
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Electro-Opto-Mechanical Effects in Liquid Crystal Elastomers and Gels (2009)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: アメリカ化学会秋季大会
  • 発表場所: ワシントンDC (米国)
  • 年月日: 2009-08-17
• [学会発表] 新しい刺激応答性ソフトマテリアル : 液晶エラストマー (2009)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 日本ゴム協会・エラストマー補強分科会
  • 発表場所: 大阪科学技術館 (大阪市)
  • 年月日: 2009-07-16
• [図書] in Cross-Linked Liquid Crystalline Systems:From Rigid Polymer Networks to Elastomers,Broer,D.,Crawford,G.P.,Zumer,S.,Eds.,Taylor&Francis (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Urayama,T.Takigawa
  • 出版者: CRC
• [図書] Cross-Linked Liquid Crystalline Systems : From Rigid Polymer Networks to Elastomers, Chapter 16 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Urayama, Toshikazu Takigawa
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: CRC Press
• [図書] CSJ カレントレビュー01:驚異のソフトマテリアル 最新の機能性ゲル研究、第11 章 液晶ゲル (2010)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 驚異のソフトマテリアル 最新の機能性ゲル研究, 第11章 液晶ゲル (2010)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治 (分担執筆)
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/urayama/Kenji_Urayama.html
• [備考]
  • URL: http://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~urayama/Kenji_Urayama.html