| 研究概要 |
巨視的な液晶配向を有するモノドメイン液晶ゲルの温度を刺激とした体積相転移および電場を刺激とした配向変化とマクロ変形を実験および理論的に明らかにした.巨視的に一軸配向させた液晶モノマーを光架橋することにより,モノドメインネマチック相を示すゲルを作製した.液晶ゲルの等方性溶媒あるいは液晶溶媒中の平衡膨潤挙動を温度を変数として調べた.ゲルは狭い温度範囲内で等方相とモノドメインネマチック相の間を可逆的に転移し,等方相は膨潤相,ネマチック相は収縮相となった.ネマチック相では体積収縮と同時に液晶配向方向への自発伸長が起こった.平均場理論によって液晶ゲルの異方的な膨潤挙動を解析し,実験結果の特徴を熱力学的に説明することに成功した.
また,誘電異方性の正負が異なる液晶ゲルを合成し,電場変形挙動を調べた.誘電異方性の正負に応じて,ゲルは電場方向に伸長あるいは圧縮されることを明らかにした.さらに,モノドメイン液晶ゲルは,電場によって大きな複屈折変化(電気光学効果)を示し,同時にダイレクターの回転が起こる面でマクロな変形が起こることがわかった.生じたひずみとダイレクターの回転角の関係を解析し,理論的に説明することに成功した.また,電極によってゲルを直接はさんだ拘束状態での電場応答は著しく抑制されることを明らかにした.さらに,ゲルの電場応答が生じる電場のしきい値が存在することを示し,しきい値が電圧で決まる低分子液晶の応答との差異を検討した.
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