多様な外部刺激に対する液晶ゲルの応答挙動の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18350117
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 浦山 健治 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20263147)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 液晶 / エラストマー / ゲル / 高分子液晶 / アクチュエータ

研究概要

液晶ゲルが電場に高速応答して複屈折変化とともにマクロ変形する(電気光学力学効果)ことを見いだし, 液晶配向とひずみの関係を明らかにした. 液晶ゲルを伸長すると, わずかな力で伸長方向に液晶が再配向することを示した.また, 液晶再配向時に異方的な変形が起こることを見いだした.膜の表裏面間で液晶配向が90 度回転した液晶ゲルを創製し, 温度変化が誘起するらせん配向変化によってマクロ変形が生じることを発見した.

研究成果

• [雑誌論文] Electrically Driven Director-Rotation in Swollen Nematic Elastomers as Revealed by Polarized Fourier Transform Infrared Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga, A., Urayama, K., Koelsch, P., Takigawa, T
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 79 ページ: 051702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Electro-Opto-Mechanical Effects in Swollen Nematic Elastomers (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga, A., Urayama, K., Takigawa, T., DeSimone, A., Teresi, L
  • 雑誌名: Macromolecules 41(23) ページ: 9389
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Stimulus Response of Swollen Nematic Elastomers (2008)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Mashita, R., Fukunaga, A., Takigawa, T
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys. Suppl 175 ページ: 103
  • 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 57(6) ページ: 453
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stretching-Induced Director Rotation in Thin Films of Liquid Crystal Elastomers with Homeotropic Alignment (2007)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Mashita, R., Kobayashi, I., Takigawa, T
  • 雑誌名: Macromolecules 40(21) ページ: 7665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loading Effect on Swelling of Nematic Elastomers (2007)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Mashita, R., Kobayashi, I., Takigawa, T
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 127(14) ページ: 144908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selected Issues in Liquid Crystal Elastomers and Gels (2007)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K
  • 雑誌名: Macromolecule 40(7) ページ: 2277
  • 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(2) ページ: 52
• [雑誌論文] Deformation Coupled to Director Rotation in Swollen Nematic Elastomers under Electric Fields (2006)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Honda, S., Takigawa, T
  • 雑誌名: Macromolecules 39(5) ページ: 1943
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow Dynamics of Shape Recovery of Disordered Nematic Elastomers (2006)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Honda, S., Takigawa, T
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 74(4) ページ: 041709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Swelling and Shrinking Dynamics of Nematic Elastomers Having Global Director Orientation (2006)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Mashita, R., Arai, Y. O., Takigawa, T
  • 雑誌名: Macromolecules 39(24) ページ: 8511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Deformation of Imprinted Twist Nematic Elastomers
  • 著者名/発表者名: Sawa, Y., Urayama, K., Takigawa, T
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polydomain-Monodomain Transition of Randomly Disordered Nematic Elastomers with Different Crosslinking Histories
  • 著者名/発表者名: Urayama, K., Kohmon, E., Kojima, M., Takigawa, T
  • 雑誌名: Macromolecules (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Liquid Crystal Elastomers and Gels with Strong Coupling of Molecular Alignment and Macroscopic Deformation (2008)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K
  • 学会等名: IUMRS-International Conference in Asia 2008(IUMRS-ICA2008)
  • 発表場所: Nagoya (Japan)
  • 年月日: 20081209-13
• [学会発表] Characterization of Nonlinear Elasticity of Elastomers and Gels by Multiaxial Deformations (2008)
  • 著者名/発表者名: URAYAMA,K
  • 学会等名: International Congress on Rheology 2008(ICR2008)
  • 発表場所: Monterey (USA)
  • 年月日: 20080803-08
• [学会発表] Stimuli-Responsive Nematic Elastomers and Gels (2008)
  • 著者名/発表者名: URAYAMA, K
  • 学会等名: Polymer Networks Group Conference
  • 発表場所: Larnaca(Cyprus)
  • 年月日: 20080622-26
• [学会発表] Dynamics of Stimulus Response of Swollen Nematic Elastomers (2008)
  • 著者名/発表者名: URAYAMA, K
  • 学会等名: International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
  • 年月日: 20080602-05
• [学会発表] Deformation Mode of Nematic Elastomers during Director Rotation under Electric and Mechanical Fields (2007)
  • 著者名/発表者名: URAYAMA, K
  • 学会等名: The 4th International Liquid Crystal Elastomer Conference (ILCEC 2007)
  • 発表場所: Ljubljana (Slovenia)
  • 年月日: 20070927-29
• [学会発表] 液晶とゲルの結合が生む多様な刺激応答特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 東海高分子研究会夏期合宿
  • 発表場所: 犬山会館(犬山市)
  • 年月日: 20070907-08
• [学会発表] Electro-Optical Effect Coupled with Macroscopic Deformation of Swollen Nematic Elastomers, Photonic Devices and Applications (2007)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K
  • 学会等名: The International Society for Optical Engineering (SPIE)
  • 発表場所: San Diego (USA)
  • 年月日: 20070826-30
• [学会発表] Deformation Coupled to Director Rotation in Nematic Elastomers Under Electric and Mechanical Fields (2007)
  • 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: 20070412-14
• [学会発表] 液晶ゲルの刺激応答挙動にみられる分子配向秩序とマクロ変形のカップリング (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 科学研究費特定領域研究「非平衡ソフトマター物理学の創成:メソスコピック系の構造とダイナミクス」第1回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂(東京)
  • 年月日: 20070315-16
• [学会発表] 高分子網目系ソフトマテリアルの刺激応答挙動の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 高分子網目系の二軸伸長挙動-ひずみエネルギー関数の特異な挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 高分子基礎物性研究会「高分子集合体のダイナミクス」
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター(大阪)
  • 年月日: 2007-03-01
• [学会発表] External-Field Responses of Nematic Gels (2006)
  • 著者名/発表者名: Urayama, K
  • 学会等名: Zhejiang University-Kyoto Uninversity Joint Workshop on Polymer Rheology
  • 発表場所: Zhejiang University, Hangzhou, China
  • 年月日: 20060417-19
• [学会発表] 液晶ゲルの刺激応答特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 第17回日本MRS 学術シンポジウム
  • 発表場所: 日本大学理工学部駿河台キャンパス(東京)
  • 年月日: 2006-12-10
• [学会発表] サーモトロピック液晶ゲルの相転移と電場応答挙動 (2006)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 液晶学会ソフトマターフォーラム講演会
  • 発表場所: 日本女子大学(東京)
  • 年月日: 2006-12-08
• [学会発表] 高分子ソフト材料の新展開 (2006)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 日本材料学会関西支部若手シンポジウム
  • 発表場所: KKR ホテルびわこ(大津)
  • 年月日: 2006-12-01
• [学会発表] 刺激応答性液晶エラストマー (2006)
  • 著者名/発表者名: 浦山健治
  • 学会等名: 日本ゴム協会関西支部4 月例会講演会
  • 発表場所: 大阪市立大学文化交流センター(大阪)
  • 年月日: 2006-04-27