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2007 年度 実績報告書

多様な外部刺激に対する液晶ゲルの応答挙動の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18350117
研究機関京都大学

研究代表者

浦山 健治  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20263147)

キーワード液晶エラストマー / 液晶ゲル / 高分子液晶 / 液晶高分子 / アクチュエータ / ゲル / エラストマー / 液晶
研究概要

液晶ゲルは液晶エラストマーが液晶溶媒で膨潤したゲルであり,液晶とゲルのハイブリッド材料である.液晶の分子配向とゲルのマクロな形状が結合することにより,多様な刺激応答挙動が期待される.本年度は,伸張による液晶配向のスイッチング挙動および電場応答挙動のダイナミクスを実験的に調べた.垂直配向を有する液晶エラストマー薄膜を作製し,初期配向と垂直方向に伸張した.このときの応力,ポアソン比,赤外二色性をひずみの関数として調べた.ダイレクターの回転が起こるとき,応力はほぼ一定のままとなり回転軸方向のポアソン比はゼロに近くなった.ダイレクター回転が完了すると応力は再び増加し,ポアソン比も一般のエラストマーと同様の1/2になった.この挙動は伸張に対して可逆的であった.液晶ゲルの初期配向に垂直に電場を加え,屈折率変化とマクロひずみの応答時間を調べた.電場を印加した場合,電圧とともに両者の応答時間は減少したが,屈折率変化の方が形状変化よりも10倍程度早い応答を示した.加えた電場を除去した場合,初期状態を回復するのに要する時間は両者ともに電圧に依存しなかったが,屈折率変化の方が形状変化よりも10倍程度早い応答を示した.また,ゲルの架橋密度依存性についても調べ,電場応答のしきい値は架橋密度の増加とともに増加したが,応答速度への架橋密度の影響は小さかった.光学応答が力学応答よりも高速な理由についてはまだ不明であり今後の課題である。実験結果をもとに,液晶ゲルの電場応答を記述するモデルを構築中である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Network Topology-Mechanical Properties Relationships of Model Elastomers2008

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K
    • 雑誌名

      Polymer Journal 40(印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 刺激応答性液晶エラストマーの新展開2008

    • 著者名/発表者名
      浦山健治
    • 雑誌名

      高分子 40(印刷中)

  • [雑誌論文] Stretching-Induced Director Rotation in Thin Films of Liquid Crystal Elastomers with Homeotropic Alignment2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K., Mashita, R., Kobayashi, I., Takigawa, T.
    • 雑誌名

      Macromolecules 40

      ページ: 7665-7670

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loading Effect on Swelling of Nematic Elastomers2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K., Mashita, R., Kobayashi, I., Takigawa, T.
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys. 127

      ページ: 144908-1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrooptical Effects Coupled with Macroscopic Deformation of Swollen Nematic Elastomers2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K., Fukunaga, A., Kobayashi, I., Takigawa, T
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 6654

      ページ: 66540J-1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selected Issues in Liquid Crystal Elastomers and Gels2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K
    • 雑誌名

      Macromolecules 40

      ページ: 2277-2288

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶エラストマーの刺激応答特性2007

    • 著者名/発表者名
      浦山健治
    • 雑誌名

      日本ゴム協会誌 80

      ページ: 52-58

  • [学会発表] 液晶ゲルの電場に対する光学および力学応答のダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      福永, 浦山, 小林, 瀧川
    • 学会等名
      レオロジー討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2007-11-02
  • [学会発表] Deformation Mode of Nematic Elastomers during Director Rotation under Electric and Mechanical Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K.
    • 学会等名
      International Liquid Crystal Elastomer Conference 2007
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenia
    • 年月日
      2007-09-27
  • [学会発表] モノドメインおよびポリドメイン液晶エラストマーの配向スイッチング挙動2007

    • 著者名/発表者名
      公門, 間下, 浦山, 小林, 瀧川
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-19
  • [学会発表] Electro-Optical Effect Coupled with Macroscopic Deformation of Swollen Nematic Elastomers2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K.
    • 学会等名
      The International Society for Optical Engineering
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2007-08-26
  • [学会発表] 垂直配向液晶エラストマーの力学的応力による配向スイッチング挙動2007

    • 著者名/発表者名
      間下, 浦山, 小林, 瀧川
    • 学会等名
      高分子年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2007-05-29
  • [学会発表] Deformation Coupled to Director Rotation in Nematic Elastomers Under Electric and Mechanical Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K.
    • 学会等名
      4th Annual Meeting of European Rheology Conference
    • 発表場所
      Napoli, Italy
    • 年月日
      2007-04-12
  • [図書] Electro-Mechanical Effects in Swollen Nematic Elastomers", in "Cross-Linked Liquid Crystalline Systems"2008

    • 著者名/発表者名
      Urayama, K(Broer, D., Crawford, G.P., Zumer, S., 編集)
    • 出版者
      CRC Press(印刷中)

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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