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多孔質中のネマティック液晶におけるトポロジカル欠陥の示す非線形流動

研究課題

研究課題/領域番号 24540433
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関京都大学

研究代表者

荒木 武昭  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20332596)

研究分担者 小貫 明  京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (90112284)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードネマティック液晶 / 多孔質 / 非線形流動 / 数値シミュレーション / トポロジカル欠陥 / 相転移現象 / メモリー効果 / アンカリング効果 / ネマチック液晶 / タンブリング / マイクロフルイディクス / 輸送現象 / Landau-de Gennesモデル / 格子ボルツマン法
研究成果の概要

多孔質に閉じ込めたネマティック液晶の流動特性を数値的・理論的手法を用いて調べることを目的とし、特に、トポロジカル欠陥の多重安定性に関わる非線形・非平衡流動現象に焦点を当て研究を行った。トポロジカル欠陥が多孔質と絡み合っているが、ある速度以上の流れによって、欠陥の構造が組み変わる。このことを利用し、多孔質中の流れの経路を記憶させたり、欠陥構造を制御することで流れの経路を制御できうることを示した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Controlled motion of a Janus particle in periodically phase-separating binary fluids2015

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Araki and Shintaro Fukai
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 17 ページ: 3470-3479

    • DOI

      10.1039/c4sm02357a

    • NAID

      120005619800

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nematic caps on colloidal particles in a nematogenic liquid under an electric field2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchida, Takeaki Araki and Akira Onuki
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 11 号: 14 ページ: 2874-2884

    • DOI

      10.1039/c5sm00088b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Defect science and engineering of liquid crystals under geometrical frustration2013

    • 著者名/発表者名
      T. Araki, F. Serra and H. Tanaka
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: Vol.9 号: 34 ページ: 8107-8120

    • DOI

      10.1039/c3sm50468a

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electro-osmotic flow of semi-dilute polyelectrolyte solutions2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Uematsu and T. Araki
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 139 号: 9 ページ: 94901-94901

    • DOI

      10.1063/1.4820236

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defect science and engineering of liquid crystal under geometrical frustration2013

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Araki, Francesca Serra and Hajime Tanaka
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of strongly selective additives on volume phase transition in gels2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Uematsu and Takeaki Araki
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 137 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4732857

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic coupling between a multistable defect pattern and flow in nematic liquid crystals confined in a porous medium2012

    • 著者名/発表者名
      T. Araki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 25 ページ: 257801-257801

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.257801

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electro-osmotic flow of semidilute polyelectrolyte solutions2015

    • 著者名/発表者名
      植松祐輝・荒木武昭
    • 学会等名
      「電荷によって誘起されるソフトマターの階層的秩序」に関する 研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-02-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ネマチック液晶中でのセミフレキシブルポリマーのコンフォメーションについて2014

    • 著者名/発表者名
      内田隆之・荒木武昭
    • 学会等名
      2014年 日本液晶学会 討論会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of flow on nematic liquid crystal in a slit with finite anchoring conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Yukinori Kambe and Takeaki Araki
    • 学会等名
      9th Liquid Matter Conference
    • 発表場所
      Lisbon
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of Janus particles in binary liquid mixtures2014

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Fukai and Takeaki Araki
    • 学会等名
      9th Liquid Matter Conference
    • 発表場所
      Lisbon
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of gravity-driven hydrodynamic flow on pattern evolution of phase-separating binary fluid mixtures2014

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Araki and Hajime Tanaka
    • 学会等名
      9th Liquid Matter Conference
    • 発表場所
      Lisbon
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Conformation of a semiflexible polymer in nematic liquid crystal environment2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Uchida and Takeaki Araki
    • 学会等名
      25th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Dublin
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Connectivity of topological defects in nematic liquid crystals confined in complex geometries2014

    • 著者名/発表者名
      T. Araki
    • 学会等名
      The 2nd Kyoto-Bristol Symposium 2014
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological defects formed by frustration between nematic order and the surface field of solids2013

    • 著者名/発表者名
      T. Araki
    • 学会等名
      Workshop on the mathematics of materials science: liquid crystal colloids and related topics
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nonequilibrium behaviors of topological defects of nematic liquid crystals flowing in porous media2013

    • 著者名/発表者名
      T. Araki
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] The electro-osmotic flow of semi-dilute polyelectrolyte solution2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Uematsu and T. Araki
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Field-induced nematic cloud on the colloidal particles2013

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida and T. Araki
    • 学会等名
      STATPHYS 25
    • 発表場所
      (Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium behaviors of nematic liquid crystals flowing in porous media2013

    • 著者名/発表者名
      T. Araki
    • 学会等名
      7th International Conference Engineering of Chemical Complexity
    • 発表場所
      Rostok-Warnemunde, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear flow behaviors of nematic liquid crystals in complex geometries2012

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Araki
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Slow Dynamics in Complex Systems
    • 発表場所
      Sendai
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] A Ginzburg-Landau mean-field model describing phase transitions in liquid crystals: Isotropic-nematic-smectic A-smectic C2012

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Araki
    • 学会等名
      Core to Core meeting on liquid crystals
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Flow induced re-configuration of topological defects of nematic liquid crystal in porous media2012

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Araki
    • 学会等名
      24th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Mainz, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 流体粒子ダイナミクス法によるコロイド分散系の研究2012

    • 著者名/発表者名
      荒木 武昭
    • 学会等名
      第26回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔質に閉じ込めたネマチック液晶のトポロジカル欠陥と非線形流動2012

    • 著者名/発表者名
      荒木 武昭
    • 学会等名
      第2回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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