せん断流下におけるネマチック液晶の配向ゆらぎ

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540416
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 折原 宏 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30177307)
• 研究分担者: 長屋 智之 大分大学, 工学部, 教授 (00228058) ; 羅 亮皓 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (00421991)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 非平衡ゆらぎ / せん断流 / 液晶 / コロイド / 応答関数 / 異常拡散 / レオロジー

研究概要

定常せん断流下におけるコロイド粒子および液晶の非平衡定常ゆらぎの研究を行なった。平衡状態では液体中のコロイド粒子の平均自乗変位は時間に比例するが、せん断流下では時間の3乗依存の項が現れること(異常拡散)を実験的に初めて示した。また、定常せん断流下において液晶に交流電場を印加したときの応力応答を測定した。その結果、応答関数に平衡系では見られない異常な緩和が観測された。2モード結合モデルを用いて解析を行なったところ、この異常がせん断流によって生じた非保存力を起源とすることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Apparent viscosity of p-methoxybenzylid ene-p'-n-butylaniline in the presence of el ectrohydrodynamic convection (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nagaya, M. Niu, Y. H. Na, and H. Orihara
  • 雑誌名: Pys.Rev.E 巻: Vol.87 ページ: 012501/1-10
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.87.012501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffusion of Brownian Particles under Oscillatory Shear Flow (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takikawa and H. Orihara
  • 雑誌名: J.Phys. Soc.Jpn 巻: Vol.81 ページ: 124001/1-5
  • DOI: DOI:10.1143/jpsj.81.124001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear Banding in an F-Actin Solution (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Kunita, K. Sato, Y. Tanaka, Y.Takikawa, H. Orihara, T. Nakagaki
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: Vol.109 ページ: 248303/1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.109.248303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of shear flow on the linear response of a nematic liquid crystal to external electric fields (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara, F. Yang, Y. Takigami, Y. Takikawa and Y. H. Na
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: Vol.86 ページ: 041701/1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.86.041701
• [雑誌論文] Brownian motion in shear flow: Direct observation of anomalous diffusion (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara and Y. Takikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: Vol.84 ページ: 061120/1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.84.061120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphology and rheology of an immiscible polymer blend subjected to a step electric field under shear fow (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara, Y. Nishimoto, K. Aida and Y. H.Na
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens. Matter 巻: Vol.23 ページ: 284106/1-6
  • DOI: DOI:10.1088/0953-8984/23/28/284106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response of Shear Stress to ac Electric Fields under Steady Shear Flow in a Droplet-Dispersed PhaseMeasurement of electrically induced shear strain in a chiral smectic liquid-crystal elastomer (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Na , Y. Aburaya, H. Orihara and K.Hiraoka
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: Vol.83 ページ: 061709/1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.83.061709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional observation of an immiscible polymer blend subjected to astep electric field under shear flow (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara, Y. Nishimoto, K. Aida and Y. H.Na
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: Vol.83 ページ: 26302/1-8
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.83.026302
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamical Properties of Nematic Liqui d Crystal Under Shear Flow and Magneti c Fields: Tumbling Instability and Violati on of Fluctuation-Dissipation Theory (2012)
  • 著者名/発表者名: J. F. Fatriansyah and H. Orihara
  • 学会等名: 1st Asian Conference on Liquid Crystals
  • 発表場所: Fuji Calm, Fuji-Yoshida
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] キサンタンガム溶液のマイクロレオロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田宗玄、瀧川佳紀、折原宏、田中良巳、西成勝好
  • 学会等名: 第60回レオロジー討論会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋市
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] ステップ電場に対する微粒子分散系ER流体の3次元構造観察とレオロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 永田純輝、瀧川佳紀、折原宏、羅亮皓、崔瑩鎭
  • 学会等名: 第60回レオロジー討論会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋市
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] SmC*液晶エラストマーにおける電場応答の周波数依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末松直樹、折原宏、油家佑紀、平岡一幸、羅亮皓
  • 学会等名: 第60回レオロジー討論会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋市
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 振動せん断流下における微粒子のブラウン運動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 瀧川佳紀、折原宏
  • 学会等名: 第60回レオロジー討論会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋市
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] Brownian Motion of Colloidal Particles Subjected to Steady Shear Flow (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takikawa, H. Orihara
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface 2012
  • 発表場所: International center, Sendai
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] Morphology and Rheology of Immiscible Polymer Blends under Electric Fields (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara, M. Yasuta, Y. Takikwa
  • 学会等名: International Association of Colloid and Interface 2012
  • 発表場所: International center, Sendai
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] Electrically induced deformation in chir al smectic liquid-crystal elastomer (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Na
  • 学会等名: East Asia Young Scientists GEL Symposi um
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo
  • 年月日: 2012-01-06
• [学会発表] 定常せん断流下における微粒子のブラウン運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀧川佳紀,折原宏
  • 学会等名: 第21回日本MRS
  • 発表場所: 横浜情報文化センター、横浜市
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Mechanical response to electrical stimul ation in chiral smectic liquid-crystal elast omer (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Na, Y. Aburaya, K. Hiraoka and H. Orihara
  • 学会等名: The 6th Korean-Australian Rheology Conference
  • 発表場所: Daejeon Conven tion Center, Daejeon, Korea
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] キラルスメクチックエラストマーにおける電場誘起ひずみの測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 羅亮皓,油家佑紀,折原宏,平岡一幸
  • 学会等名: 日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 東京都市大学、東京
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Measurement of electrically induced sh ear strain in chiral smectic liquid crystal elastomer (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Na, Y. Aburaya, K. Hiraoka andH. Orihara
  • 学会等名: International workshop on Physics of Poly-Domain Liquid Crystalline Elastomers
  • 発表場所: Shanghai Jiao Tong Univ ersity, Shanghai, P.R. China
  • 年月日: 2011-06-10
• [学会発表] モノドメインキラルスメクチック液晶エラストマーの電気力学効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 油家佑紀,羅 亮皓,折原宏,平岡一幸
  • 学会等名: レロジー学会第39年会
  • 発表場所: 京都リサーチパーク、京都市
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] 定常せん断流下における微粒子のブラウン運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀧川佳紀,折原宏
  • 学会等名: レロジー学会第39年会
  • 発表場所: 京都リサーチパーク、京都市
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] スメクチック液晶におけるイオン移動度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末松直樹、羅亮皓、折原宏、氏家誠司
  • 学会等名: レロジー学会第39年会
  • 発表場所: 京都リサーチパーク、京都市
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] せん断流下における非相溶高分子ブレンドのステップ電場に対する応力応答と構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田裕録,西本裕樹,羅亮皓,折原宏
  • 学会等名: レロジー学会第39年会
  • 発表場所: 京都リサーチパーク、京都市
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] 外場下における非相溶高分子ブレンドの構造形成とレオロジー (2011)
  • 著者名/発表者名: 折原宏、羅亮皓、會田航平、西本祐樹、長屋智之、氏家誠司
  • 学会等名: 特定領域研究(ソフトマター物理)第5回領域研究会
  • 発表場所: 東京大学、東京
  • 年月日: 2011-01-07
• [学会発表] 定常せん断流下における非相溶高分子ブレンドの交流電場応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱田篤志、會田航平、羅亮皓、折原宏
  • 学会等名: 第58回レオロジー討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] ネマチック液晶中での微粒子のブラウン運動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 瀧川佳紀、羅亮皓、折原宏
  • 学会等名: 第58回レオロジー討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2010-10-05
• [学会発表] 非相溶混合流体の構造とレオロジー (2010)
  • 著者名/発表者名: 折原宏、羅亮皓、會田航平、長屋智之、 氏家誠司
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Relationship Between Morphology and Rheology of Immiscible Polymer Blends (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara, Y. Nishimoto, K. Aida, Y. H. Na, T.Nagaya, and S. Ujiie
  • 学会等名: International symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall,Nara
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Transient Response of Electrorheological Effect to a Step Electric Field in an Immiscible Polymer Blend (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara, Y. Nishimoto, K. Aida, Y. H. Na, andT. Nagaya
  • 学会等名: 5th Pacific Rim Conference on Rheology
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo
  • 年月日: 2010-08-03
• [図書] Morphology and rheology of immiscible polymer blends in electric and shear flow fields" in Non-equilibrium soft matter physics edited by S. Komura and T. Ohta (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Orihara
  • 総ページ数: 89-144
  • 出版者: World Scientific
• [備考]
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/MOLPHY/home/