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2018 年度 実績報告書

「動的不均一性」の新奇測定法とトポロジカルガラス状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K18754
研究機関京都大学

研究代表者

山本 潤  京都大学, 理学研究科, 教授 (10200809)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード揺らぎ / 時空間 / 動的不均一性 / トポロジカルガラス
研究実績の概要

相転移や相分離にともなって物質の対称性は低下し、低温側の秩序相では様々な内部構造が現れ、濃度・密度・秩序度・歪などの空間変化と関係し、試料中に物理量の空間不均一性を作る。光学顕微鏡は対物レンズと結像レンズにより、空間変化した物理量と結合する屈折率の空間不均一性を実空間で像に変換し、物質の内部構造を観測する有効な手段である。ところが、ソフトマターのうちでも、ガラス・ゲル・臨界液体・過冷却液体といった仲間は、液体と同じ等方的な対称性を有し、密度・濃度・秩序度・歪などの物理量が空間に一様で不均一性がなく、光学顕微鏡では内部構造や物性の本質を明らかにすることができない。一方、これらの物質では「動的不均一性」と呼ばれる「動的構造」が、本質的重要な役割を担うことが最近の理論的研究から判明してきた。しかしながら、動的不均一性は静的不均一性を可視化できる原理はなく、本研究ではこの測定法の欠落を補う新しい顕微鏡の原理と試作を行う。すなわち、通常の顕微鏡の光学系に、ピンホールを挿入し、コーヒーレントなレーザー光で斜め照明することで、全く新しい顕微鏡となることを利用して、物質中の動的な不均一性を像として得る「揺らぎ顕微鏡」を構築する。2年間の研究期間において、動的不均一性のスナップショットを得るべく、揺らぎ顕微鏡の基本設計と試作を行い、液晶試料に物理的なマスクを施した試料、部分的にゲル化を施したネマチックゲル試料をモデルとして動的不均一性の静止画像を得ることに成功した。また、液晶ナノミセル溶液を水中に滴下した過渡的試料を用いて動的不均一性の時間変化を観察することに成功した。現時点において、動的不均一性のスナップショットを記録することに初めて成功した。空間解像度(~100μm)や時間分解能(10msec以上)には制約があるが、十二分に「動的不均一性」のリアルタイム観察結果をえることができた。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Linear symmetric liquid crystal trimers exhibiting supramolecular chiral architectures2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Oikawa, Haruna Sasaki, Yoichi Takanishi, Masanobu Sagisaka, Jun Yamamotoc and Atsushi Yoshizawa
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 15 ページ: 3179-3187

    • DOI

      10.1039/c9sm00250b

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Slippery Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamamoto
    • 学会等名
      Asia Liquid Crystal Conference (Pleanary)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slippery Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamamoto
    • 学会等名
      SPIE-Opto
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slippery界面の設計と評価2019

    • 著者名/発表者名
      山本潤・荒木武昭・阪辻和希・高本幸希・西山伊佐
    • 学会等名
      日本物理学会年会
  • [学会発表] Slippery Interfaces -Control & evaluation of the anchoring effect for the reduction of driving voltage-2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamamoto and Isa Nishiyama
    • 学会等名
      SPIE Photonics +Optics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slippery Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamamoto, Takeaki Araki, Waki Sakatsuji, Koki Takamoto and Isa Nishiyama
    • 学会等名
      9th Italian-Japanese Workshop on Liquid Crystals
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slippery Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamamoto
    • 学会等名
      The 3rd CBNU-CREST workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of polymer-coated slippery substrates for high performance liquid crystal display: A mesoscopic numerical study2018

    • 著者名/発表者名
      Kuang-Wu Lee, Takeaki Araki and Jun Yamamoto
    • 学会等名
      The 27th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Principle and Design for the Slippery Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      J. Yamamoto, M. Yamashita, R. Inaba, K. Takamoto, Y. Takanishi, W. Sakatsuji, I. Nishiyama and H. Kikuchi
    • 学会等名
      The 27th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Interface modification of vertical aligned ferroelectric liquid crystal devices using photo-polymerized liquid crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takanishi, T.Aoki, I. Nishiyama and J. Yamamoto
    • 学会等名
      The 27th International Liquid Crystal Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymer-coated slippery substrates for high performance liquid crystal display: A mesoscopic numerical study2018

    • 著者名/発表者名
      Kuang-Wu Lee, Takeaki Araki and Jun Yamamoto
    • 学会等名
      9th Italian-Japanese workshop on liquid crystal
    • 国際学会
  • [学会発表] Viscosity-reduces substrates for the high performance liquid crystal display2018

    • 著者名/発表者名
      Kuang-Wu Lee, Takeaki Araki and Jun Yamamoto
    • 学会等名
      Soft Matter Physics: from the perspective of the essential heterogeneity
    • 国際学会
  • [学会発表] Slippery界面の原理と設計2018

    • 著者名/発表者名
      山本 潤、荒木武昭、西山伊佐、菊池裕嗣、島田尚幸、箕浦 潔
    • 学会等名
      2018年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] Slippery界面を用いたIPS液晶表示素子の電気光学応答2018

    • 著者名/発表者名
      阪辻和希、高本幸希、村田浩二、箕浦潔、西山伊佐、荒木武昭、山本 潤
    • 学会等名
      2018年日本液晶学会討論会
  • [学会発表] Slippery界面のデザインと物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      高本幸希、高西陽一、K.W.Lee、荒木武昭、山本 潤
    • 学会等名
      2018年日本液晶学会討論会

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公開日: 2019-12-27  

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