スメクチック液晶エラストマーを用いたフィルム型光バルブ設計の基礎的研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05981
• 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: 有機・ハイブリッド材料
• 研究機関: 東京工芸大学
• 研究代表者: 平岡 一幸 東京工芸大学, 工学部, 教授 (50267530)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 液晶エラストマー / 液晶 / 高分子 / 電傾効果 / フレクソエレクトリック効果 / フィルムディスプレイ / 液晶ディスプレイ / スメクチック液晶

研究成果の概要

主な成果は次の通り：①一軸配向したキラルスメクチックA相を持つ液晶エラストマーを合成し、広い温度範囲の電傾効果・大きな光軸変化・小さなせん断変形の特性を持つフィルム型ディスプレイ材料を開発した。②ビベンゾエート（BB）を骨格部とする主鎖型液晶ポリエステルを架橋し得られた主鎖型液晶エラストマーが昇降温により5.5倍の可逆的伸縮機能を持つことを示し、新たな触媒により合成の低温化に成功し、また光架橋剤を取り入れ電界紡糸中のUV光架橋により液晶エラストマーナノファイバーを作製した。③楔形形状のメソゲンを持つ側鎖型液晶エラストマーを広がり変形下で架橋することでフレクソエレクトリック分極の固定に成功した。

自由記述の分野

化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

架橋したゴムやプラスチックに液晶材料を化学結合させることで、液晶の電気応答機能を持つフィルムの開発を行い、フィルム型ディスプレイ用の素材開発に貢献した。液晶は流動性のある液状であるため2枚のガラスの中に充填する必要があったが、今回開発した液晶エラストマーに電極を塗布することで自立したフィルム型ディスプレイが得られる。さらに研究に用いた試料を特殊な変形下で合成することで、電気（分極）を帯びたゴム（エラストマー）の開発に成功し、電気による変形機能を持つ人工筋肉用材料として有望であることを示した。