| 研究領域 | ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立 |
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| 研究課題/領域番号 |
25103006
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
長屋 智之 大分大学, 工学部, 教授 (00228058)
中垣 俊之 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70300887)
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| 研究期間 (年度) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| キーワード | ソフトマター物理 / 非平衡ゆらぎ / レオロジー / せん断流 / 液晶 / ブラウン運動 |
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| 研究概要 |
１．「せん断流下におけるネマチック液晶およびコロイドの非平衡ゆらぎ」せん断流により時間反転対称性が破れた非平衡定常系は平衡系にはない特徴的なダイナミクスを示す。ネマチック液晶では電場に対して特異な応力応答が実験的に観測されていたが、今回その起源である非保存力をエリクセン‐レスリー理論を基に検討した。せん断流を印加すると通常ディレクターは流動配向によりせん断面内で流れ方向と一定の角度をなして安定化する。このとき、せん断面内のゆらぎと面に垂直なゆらぎは独立であるが、静磁場を印加して平均の配向方向がせん断面からはずれるとこれらのゆらぎが相互に影響し合い、非保存力が現れることがわかった。この非保存力が特異な応力応答の起源であることを明らかにした。
２．「液晶電気対流のレオロジー」ネマチック液晶 MBBAに低周波電場を印加して電気対流を発生させて粘性率を測定すると、高電圧領域で見かけの粘性率が減少することが報告されている。高電圧領域では液晶は乱流状態になっているが，せん断によって配向状態に異方性が生じ、その結果，せん断応力の電場に起因する成分が負になると考えられている。電気的応力は誘電異方性に比例するため、誘電異方性の値を連続的に変えた試料で粘性率の電圧依存性を測定した。誘電異方性が負のMBBAに正のEBCAをわずかに混合し、全体の誘電異方性が約-0.4から0.15までの6種類の試料を測定した。その結果、粘性率の減少が観測されるのは負の誘電異方性の試料のみであることが示された。
３．「F-アクチン溶液のシアバンディング」せん断流下においてF-アクチン水溶液が低粘度と高粘度の２相に分離すること（シアバンディング）を見出しているが、今回配向状態との関係を調べるために蛍光染色したアクチンを用いてせん断流下において蛍光顕微鏡観察を行った。その結果、流れ方向にアクチンが配向していることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
２５年度には、主に装置の製作を行なう予定であったが、北大においてはステレオ顕微鏡が、大分大ではレオロジー測定と構造観察が同時にできる装置が完成し、現在本格的な測定を開始している。ステレオ顕微鏡に関しては、すでに液晶コロイドの観察により新たな成果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本計画は順調に進んでいるので、本年度の交付申請書に沿って研究を行なう。問題点はない。
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