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液晶の圧電効果の評価と力学センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21651064
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関高知工科大学

研究代表者

蝶野 成臣  高知工科大学, 工学部, 教授 (20155328)

研究分担者 辻 知宏  高知工科大学, 工学部, 准教授 (60309721)
楠川 量啓  高知工科大学, 工学部, 教授 (60195435)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2009年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード液晶 / 圧電効果 / 力学センサ
研究概要

液晶は固体の性質を一部有するので,圧電効果を発現することが期待できる.過去の研究は,固定された2枚の平板間に液晶を充填し,壁面での分子配向角を変えた場合や電場・磁場を印加した場合等,静的な場合に限定されており,流動または大変形を扱った研究は皆無である.本研究では,液晶にせん断流を付加した際に発生する分極値の時間変化を調べる.この研究が成功すれば,如何様にも小さく,如何様な形状にも適合できる歪み計,歪み速度計,さらには微弱な力を計測できる力学センサの開発が可能となる.昨年度の研究結果から,2壁面間に発生する分極値は壁面での分子配向角の差に依存することがわかった.そこで本年度は,円筒回転型の流れ場を対象として,液晶にせん断を付加した場合の分子配向挙動の非定常特性を実験的に調べる.
同心状態にある内径6mm,長さ30mm外筒と,外径5.3mm,長さ30mmの内筒の間隙に5CB液晶を充填して,内筒を一定速度で回転させることによって液晶にせん断流を付加した.外筒は透明ガラス製であり,レーザー光を外部から円筒側面に対して垂直に照射し,内筒面でのその反射光強度を測定することで分子配向の挙動を測定するとともに,偏光顕微鏡で液晶の流動状態を観察した.その結果,内筒を回転させ始めて一定の歪みが液晶に加えられると,液晶分子はせん断面外へ逃げること,またそのような挙動は,その後一定周期で現れることを明らかにした.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] GPU-accelerated molecular dynamics simulation for study of liquid crystalline flows2010

    • 著者名/発表者名
      A.Sunarso, T.Tsuji, S.Chono
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: 229 ページ: 5486-5497

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶の力学的応用2010

    • 著者名/発表者名
      蝶野成臣, 辻知宏
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 24 ページ: 37-44

    • NAID

      10026131042

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Coupling between molecular reorientation and macroscopic flow in nematic liquid crystals under electric fields studied using molecular dynamics simulations2010

    • 著者名/発表者名
      A.Sunarso, T.Tsuji, S.Chono
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th Pacific Rim Conference on Rheology

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 欠陥対消滅が誘起する液晶流動(第2報,速度分布の数値計算)2010

    • 著者名/発表者名
      蝶野成臣, 辻知宏, 黒岩正寛
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 76

      ページ: 20-27

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶駆動型マイクロアクチュエータの開発(第3報,平行平板間速度分布の可視化)2009

    • 著者名/発表者名
      松見隆紀, 辻知宏, 蝶野成臣
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 75

      ページ: 953-958

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis of characteristics of microactuators driven by liquid crystals2009

    • 著者名/発表者名
      S.Chono, T.Tsuji
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Science 64

      ページ: 4625-4631

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ネマティック液晶の二重円筒間周方向背流の数値計算2009

    • 著者名/発表者名
      辻知宏, 蝶野成臣, 山崎一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 75

      ページ: 2413-2420

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of molecular aspect ratio on dynamic responses of nematic liquid crystals under application of electric fields2010

    • 著者名/発表者名
      A.Sunarso, T.Tsuji, S.Chono
    • 学会等名
      23rd International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Poland
    • 年月日
      2010-07-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 同心二重円筒内せん断流れにおける液晶分子のタンブリング挙動2009

    • 著者名/発表者名
      井上大樹, 辻知宏, 蝶野成臣
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2009
    • 発表場所
      東洋大学
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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