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せん断流下における非ニュートン流体のマイクロレオロジー

研究課題

研究課題/領域番号 26289032
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関北海道大学

研究代表者

折原 宏  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30177307)

研究分担者 佐々木 裕司  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00649741)
連携研究者 中垣 俊之  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70300887)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード液晶 / マイクロレオロジー / せん断流 / コロイド / ソフトマター物理 / ブラウン運動 / 高分子 / 非ニュートン流体 / 非平衡ゆらぎ / レオロジー
研究成果の概要

高分子、液晶等のソフトマターはミクロな構造を持ち、この構造は流れと相互作用をする。本研究では、構造が特にせん断流と関係したレオロジー的性質に及ぼす影響をマイクロレオロジー的手法を用いることによって明らかにした。先ず、平衡状態におけるネマチック液晶の配向ゆらぎとせん断流れを同時に観測し、これらの相互相関関数を求めることによって、相互作用がゆらぎにおいても存在することを明らかにした。さらに、相関関数をレスリー・エリクセン理論から導出し、実験結果と比較した。次に、キサンタン水溶液にせん断を印加したときの分散粒子のブラウン運動を観測し、キサンタン分子間の相互作用に起因する拡散があることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Reconfigurable topological defect arrays in nematic liquid crystals2017

    • 著者名/発表者名
      V. S. R. Jampani Yuji Sasaki, Khoa V. Le, Fumito Araoka,1 and Hiroshi Orihara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: Vol. 10125 ページ: 1012506-1012506

    • DOI

      10.1117/12.2251314

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct observation of orientation distributions of actin filaments in a solution undergoing shear banding2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, I. Kunita, Y. Takikawa, D. Takeuchi, Y. Tanaka, T. Nakagaki and H. Orihara
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 13 号: 14 ページ: 2708-2716

    • DOI

      10.1039/c6sm02832b

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct observation of coupling between orientation and flow fluctuations in a nematic liquid crystal at equilibrium2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Orihara,* Nobutaka Sakurai, Yuji Sasaki and Tomoyuki Nagaya
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006309135

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microscopic characterisation of self-assembled colloidal particles in electrohydrodynamic convection of a low-birefringence nematic liquid crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Yoriaki Nishioka, Fumiaki Kobayashi, Nobutaka Sakurai, Yuji Sasaki, and Hiroshi Orihara
    • 雑誌名

      Liquid Crystals

      巻: 43 号: 4 ページ: 427-435

    • DOI

      10.1080/02678292.2015.1117146

    • NAID

      120005981522

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 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] Large-scale self-organization of reconfigurable topological defect networks in nematic liquid crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sasaki, V.S.R. Jampani, Chiharu Tanaka, Nobutaka Sakurai, Shin Sakane, Khoa V. Le, Fumito Araoka, and Hiroshi Orihara,
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 13238-13238

    • DOI

      10.1038/ncomms13238

    • NAID

      120005895274

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Viscosity of Liquid Crystal Mixtures in the Presence of Electroconvection,2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Nagaya, Yuki Satou, Yoshitomo Goto, Yoshiki Hidaka, and Hiroshi Orihara
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 7 ページ: 074002-074002

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.074002

    • NAID

      40020880774

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electric-field-induced flow-aligning state in a nematic liquid crystal2015

    • 著者名/発表者名
      Jaka Fajar Fatriansyah and Hiroshi Orihara
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 91 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreve.91.042508

    • NAID

      120005615513

    • 関連する報告書
      2015 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] Pattern Formation in Liquid Crystal2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Orihara
    • 雑誌名

      FORMA

      巻: 30

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct visualization of spatiotemporal structure of self-assembled colloidal particles in electrohydrodynamic flow of a nematic liquid crystal2015

    • 著者名/発表者名
      Y Sasaki, H Hoshikawa, T Seto, F Kobasyashi, VSR Jampani, S Herminghaus, C Bahr, H Orihara
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 号: 13 ページ: 3815-3819

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b00450

    • 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
  • [学会発表] Negative electrorheological effect of MBBA in the presence of electro-convection2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Nagaya, Yuki Satou, Yoshitomo Goto, Yoshiki Hidaka, and Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      Nice Optics 2016
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Stochastic Resonance in a Liquid Crystal Light Valve with Optical Feedback2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Goto, Shugo Nukita, Tomoyuki Nagaya, Stefania Residori, Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      Nice Optics 2016
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-organization of reconfigurable toplogical defect arrays in nematic liquid crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sasaki, V.S.R. Jampani, K. V. Le, Fumito Araoka, and Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      International Symposium for Advanced Materials Research
    • 発表場所
      Sun Moon Lake, Taiwan
    • 年月日
      2016-08-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct observation of the coupling between orientation and flow fluctuations at equilibrium2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Orihara, Nobutaka Sakurai, Yuji Sasaki, and Tomoyuki Nagaya
    • 学会等名
      26th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Kent, USA
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Negative electrorheological effect of MBBA due to Maxwell stress in the presence of electro-convection2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Nagaya, Yuki Satou, Yoshitomo Goto, and Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      26th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Kent OH, USA
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and transport of self-assembled colloidal particles in2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sasaki
    • 学会等名
      ENM Meeting on Liquid Crystal
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      2016-02-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Negative shear viscosity observed in the presence of electroconvention of nematic liquid crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Orihara, Yuko Harada, Yuji Sasaki, Shuji Fujii, Tomoyuki Nagaya, Yoshitomo Goto, and Yoshiki Hidaka
    • 学会等名
      ETHZ-HU Joint Academic Seminar
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] せん断流および電場下における非相溶高分子ブレンドの3次元構造とレオロジー2015

    • 著者名/発表者名
      折原 宏
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-equilibrium steady-state response and fluctuations of nematic liquid crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rheology and Patterns of Electro-Hydrodynamic Convection in Liquid Crystal Mixtures2015

    • 著者名/発表者名
      Shugo Nukita, Yoshitomo Goto, Tomoyuki Nagaya , and Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional characterization of particle transport in nematic liquid crystal,2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Sasaki, Yoshinori Takikawa, V. S. R. Jampani, Hikaru Hoshikawa, Takafumi Seto, Christian Bahr, Stephan Herminghaus, Yoshiki Hidaka and Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Response of Nematic Liquid Crystal under Simple Shear Flow and Electric Field2014

    • 著者名/発表者名
      Jaka Fajar Fatriansyah, Yuji Sasaki, and Hiroshi Orihara
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Soft Matter Physics

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/MOLPHY/home/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ソフトマター工学

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/MOLPHY/home/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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