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2014 年度 実績報告書

発電機能を有する液晶流体軸受けの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24560205
研究機関高知工科大学

研究代表者

辻 知宏  高知工科大学, 工学部, 教授 (60309721)

研究分担者 蝶野 成臣  高知工科大学, 工学部, 教授 (20155328)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード流体工学 / 非ニュートン流 / トライボロジー / 液晶 / 発電
研究実績の概要

従来の研究成果において,液晶を流動させることにより液晶分子の配向場に歪を発生させ,液晶材料に巨視的な分極を発生させることが可能であることを見出した.本研究では,流動条件による液晶分極値の制御方法の最適化と液晶発電デバイスのプロトタイプの作成を通して,これまでにない全く新しい液晶デバイスを世に送り出すことを目的とする.液晶発電デバイスの最終形態として,発電機能を付与した液晶流体軸受けの開発を計画しており,昨今のエネルギー事情も鑑みて,実現の暁には広範囲な用途が期待できる.本研究計画全体を通して,液晶発電システムの実用化にターゲットを絞って研究を行う.具体的には,回転軸の軸受けに液晶材料を用いた潤滑と発電を同時もしくは切り換えて行えるようなデバイスの開発を最終目的とする.その第一段階として,平成24年度はまず,2重円筒間液晶せん断流れのシミュレータの開発およびデータの収集を行った.得られた結果より,2重円筒間の液晶圧電効果の時間および空間スケールの解明を行い,実験装置の設計指針を得た.その後,2重円筒間液晶せん断流れ実験装置の設計および流路部分の試作を行った.平成25年度は,上述の実験装置全体を完成させ,2重円筒の内筒を回転させることによって液晶にせん断流れを与えた.さらに,液晶が流動しているときの内外円筒間の電圧を測定することによって,流動による液晶に生じる巨視的分極の実測に成功した.平成26年度は,前年の実験をさらに発展させ,実際の軸受けを想定し,軸の回転速度に対する分極電圧の精密測定を行い,約40mVの最大電圧が得られることを明らかにした.さらに,軸の回転速度が0.2rpmで最大電圧が得られるという液晶発電デバイス特性を明らかにした.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Velocity profiles of electric-field-induced backflows in liquid crystals confined between parallel plates2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Tsuji, Shigeomi Chono, Takanori Matsumi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 117 ページ: 054501-1-8

    • DOI

      10.1063/1.4906777

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 液晶駆動型マイクロアクチュエータの開発(第6報,駆動方向制御)2015

    • 著者名/発表者名
      辻 知宏,蝶野 成臣
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81巻823号 ページ: 14-00627-1-10

    • DOI

      10.1299/transjsme.14-00627

    • 査読あり
  • [学会発表] 二重円筒間液晶せん断流れにおける巨視的分極に関する実験2014

    • 著者名/発表者名
      伊東良祐,辻 知宏,蝶野成臣
    • 学会等名
      第 9 2 期 日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス
    • 年月日
      2014-10-24 – 2014-10-25

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公開日: 2016-06-03  

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