液晶の力学特性の評価とソフトアクチュエータの開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360091
• 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: 流体工学
• 研究機関: 高知工科大学
• 研究代表者: 蝶野 成臣 高知工科大学, 工学部, 教授 (20155328)
• 研究分担者: 辻 知宏 高知工科大学, 工学部, 准教授 (60309721) ; 岡 宏一 高知工科大学, 工学部, 教授 (10160649)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 液晶 / マイクロ・ナノデバイス / アクチュエータ

研究概要

液晶に電場を印加した際に発生する流動を応用することで,極小サイズの駆動装置(アクチュエータ)の開発を試みた。電圧3~10 V,周波数1~1000 Hz の矩形波電圧を液晶に印加して,質量約0.05g のガラス平板を運動させた。測定は偏光顕微鏡下で行った。印加電圧が大きいほど平板は高速で運動し,本実験範囲内では周波数が約100 Hz のとき,平板は最大速度90 μm/sで運動することがわかった。また,計算結果と実験結果は満足に一致した

研究成果

• [雑誌論文] 液晶駆動型マイクロアクチュエータの開発(第3報,平行平板間速度分布の可視化) (2009)
  • 著者名/発表者名: 松見隆紀, 辻知宏, 蝶野成臣
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集,75, B 編 ページ: 953-958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of magnetic fields on out-of-plane orientations of nematic liquid crystalline polymers under simple shear flow (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Fu, T. Tsuji, S. Chono
  • 雑誌名: Molecular Physics 107 ページ: 245-252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of backflow generation in nematic liquid crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Sunarso, T. Tsuji, S. Chono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93 ページ: 244106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of magnetic field on molecular orientation of nematic liquid crystalline polymers under simple shear flow (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Fu, T. Tsuji, S. Chono
  • 雑誌名: Journal of Rheology 52 ページ: 451-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal of mechanics of liquid crystals and development of liquid crystalline microactuators (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Chono, T. Tsuji
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Applied Physics Letters, 92, 051905
  • 査読あり
• [雑誌論文] 欠陥対消滅が誘起する液晶流動(第1報,配向状態と計算精度の関係) (2007)
  • 著者名/発表者名: 黒岩正寛, 蝶野成臣, 辻知宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 73, B編 ページ: 1585-1591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of molding Hele-Shaw flow of polymeric liquid crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Chono, T. Tsuji, J. Sun
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 2 ページ: 368-379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of flow-induced flexoelectric effect in liquid crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nagae, T. Tsuji, S. Chono
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 2 ページ: 258-269
  • 査読あり
• [学会発表] ハイブリッドセルにおける液晶の電場誘起速度分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片田雄大,松見隆紀,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第47期講演会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] ネマティック液晶の二重円筒間せん断流れの非定常数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉井基晴,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第47期講演会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] 等方相-ネマティック液晶相界面を利用したマイクロマニピュレーターの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 英洋輔,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第47期講演会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] 液晶アクチュエータの開発に関する基礎研究(駆動特性に与える平板間隔の影響) (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林奨治,松見隆紀,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第47期講演会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] 液晶アクチュエータの駆動特性(印加パルス電圧の周波数とDuty 比の影響) (2009)
  • 著者名/発表者名: 中澤武馬,松見隆紀,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第39回卒業研究発表会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 液晶モータの開発に関する基礎研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森田祐介,須佐美俊和,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第39回卒業研究発表会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 平板駆動型液晶アクチュエータ (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉島司朗,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本流体力学会中四国九州支部講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-13
• [学会発表] ネマティック液晶の同心二重円筒間せん断流れの数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉井基晴,蝶野成臣,辻知宏
  • 学会等名: 第56回レオロジー討論会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2008-10-07
• [学会発表] 平行平板間背流の速度分布 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片田雄大,松見隆紀,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 2008年日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] Molecular dynamics simulation of backflow generation in nematic liquid crystal between parallel plates (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Sunarso, Y. Mieda, T. Tsuji, S. Chono
  • 学会等名: 15th International Congress on Rheology
  • 発表場所: Monterey
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] Back-flow of nematic liquid crystals and its application to liquid crystalline microactuators (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Chono, T. Tsuji
  • 学会等名: 15th International Congress on Rheology
  • 発表場所: Monterey
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] On liquid crystalline microactuators (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Chono, T. Tsuji
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Numerical simulation of azimuthal flow of nematic liquid crystal between concentric cylinders (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yamasaki, T. Tsuji, S. Chono
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] Liquid crystal motors and actuators using backflow effect in HAN cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Mieda, A. Sunarso, T. Tsuji, S. Chono
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] A phase transition mechanism of liquid crystals reconsidered as a feedback system (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Mieda, A. Sunarso, T. Tsuji, S. Chono
  • 学会等名: 22nd International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Jeju
  • 年月日: 2008-07-04
• [学会発表] 液晶欠陥対消滅過程における分子配向場と速度場の関係 (2008)
  • 著者名/発表者名: 今上悠大,黒岩正寛,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 第57回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] 壁面配向処理が液晶アクチュエータの駆動特性に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉島司朗,松見隆紀,田村和之,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 第20回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] 液晶アクチュエータの特性に及ぼす壁面分子配向処理の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 稲荷博文,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第46期講演会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2008-03-07
• [学会発表] 欠陥対消滅を利用した液晶アクチュエータ (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒岩正寛,今上悠大,辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第46期講演会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2008-03-07
• [学会発表] ハイブリッドセルを用いた液晶アクチュエータの提案 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田村和之,松見隆紀,三枝嘉孝,A. Sunarso, 辻知宏,蝶野成臣
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2007-11-17
• [学会発表] ネマティック液晶の同心二重円筒間周方向流れの数値計算 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山崎一,辻知宏,蝶野成臣,A. Sunarso,三枝嘉孝
  • 学会等名: 第55回レオロジー討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2007-11-01
• [学会発表] 液晶駆動型マイクロアクチュエータの開発-駆動特性に及ぼす壁面アンカリングの影響- (2007)
  • 著者名/発表者名: 松見隆紀,辻知宏,蝶野成臣,三枝嘉孝
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Numerical and experimental studies of liquid crystalline flows induced by annihilation of paired defects (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Kuroiwa, T. Tsuji, S. Chono
  • 学会等名: 5th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2007-07-30
• [産業財産権] 液体-液晶間相転移を利用した物体移動機構および物体移動方法 (2009)
  • 発明者名: 辻知宏,蝶野成臣
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2009-42163
  • 出願年月日: 2009-02-25
• [産業財産権] 分子配向の揃った分子配向部材およびその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 辻知宏,蝶野成臣
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2009-25696
  • 出願年月日: 2009-02-06
• [産業財産権] 多極型液晶モータ (2009)
  • 発明者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2009-25695
  • 出願年月日: 2009-02-06
• [産業財産権] 液晶を利用した傾き検出装置 (2009)
  • 発明者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2009-25694
  • 出願年月日: 2009-02-06
• [産業財産権] 液晶流動の高効率形成機構,液晶流動の高効率形成方法および液晶流動を用いた高効率物体移動機構 (2008)
  • 発明者名: 蝶野成臣,辻知宏
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2008-29597
  • 出願年月日: 2008-02-08
• [産業財産権] ハイブリッド液晶流動形成機構,ハイブリッド液晶流動形成方法および液晶流動を用いたハイブリッド物体移動機構 (2008)
  • 発明者名: 蝶野成臣,辻知宏,松見隆紀
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2008-29596
  • 出願年月日: 2008-02-08
• [産業財産権] Object rotating mechanism using liquid crystal flow (2008)
  • 発明者名: Shigeomi Chono, Tomohiro Tsuji
  • 権利者名: Kochi University of Technology
  • 産業財産権番号: Patent, US 7,324,182 B2
  • 取得年月日: 2008-01-29
• [産業財産権] エネルギ貯蔵装置 (2007)
  • 発明者名: 辻知宏,蝶野成臣,黒岩正寛
  • 権利者名: 高知工科大学
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2007-033951
  • 出願年月日: 2007-02-14