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2015 年度 実績報告書

レイヤー構造を持った液晶の自己拡散メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 24740288
研究機関京都大学

研究代表者

石井 陽子  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80609793)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード液晶 / スメクチック / 自己拡散係数
研究実績の概要

本研究ではレイヤー構造を持つ液晶相における自己拡散係数の異方性に注目して研究を行った。レイヤー構造を持つ液晶の系には大きく分けて2種類存在する。一つは両親媒性分子と水の混合系のように2成分系で現れるもので、もう一つは棒状の低分子の単成分系で現れるものである。この2種はよくにた分子秩序を持つ一方で、液晶の自己拡散係数の値には大きな隔たりがあることが知られている。この事から、液晶レイヤー間の異種分子が拡散に大きな影響を与えていると推測される。この異種分子レイヤーによる拡散阻害のメカニズムを解明するために、単成分液晶にアルカンを混合した膨潤スメクチック相を示す資料を用いて、レイヤー間の非液晶物質が液晶分子の自己拡散に及ぼす影響を調べた。
実験では、アルカンによる膨潤が起こっている事を確認するために液晶試料(P-608)にアルカン(n-テトラデカン)を混合した際のレイヤー間隔のアルカン濃度依存性をX線回折実験で測定した。結果、混合量と同じ割合でレイヤー間隔が増加することが確認され、理想的な膨潤状態が実現されていることが分かった。さらにこの試料に対して強制レイリー散乱法を用いて、膨潤率の増加に伴い蛍光分子のレイヤーを跨いだ拡散係数が小さくなることが確認された。結果、膨潤によって拡散が阻害されている結果が得られた。一方でレイヤー面内の拡散係数の値は膨潤が起こっても変化しないことがわかった。
20wt%以上の膨潤による影響を調べるため、50wt%の混合でも膨潤相を発現することが知られているフッ素系の試料での実験を試みたが、ガラスセルに対して水平配向で配列させることが難しく、この測定は成功しなかった。

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公開日: 2017-01-06  

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