中立面移動抑制戦略：非線形力学応答液晶フィルムによる高耐久湾曲デバイスの創製

中性面运动抑制策略：使用非线性动态响应液晶薄膜创建高度耐用的弯曲器件

• 批准号: 21J14493
• 负责人: 岸野 真之
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14493/
• 关键词: 液晶; リンクル構造; 中立面; 湾曲; ソフトマテリアル

本研究は，非線形力学応答を示すフィルムの積層により，ソフトマテリアルの湾曲に伴う中立面移動を抑制し，デバイスの湾曲耐久性を向上させることを目的としている。最終年に当たる本年度は，液晶フィルムとリンクル構造を有するフィルムを作製し，力学特性を解析した。次に，非線形力学応答を示したフィルムをソフトマテリアルに積層し，湾曲に伴う中立面移動を調べた。さらに，フィルムの中立面位置に導電材料を成膜し，湾曲に伴うクラック挙動を観察した。液晶フィルムはネマチック液晶，モノマー，架橋剤，光重合開始剤の混合物を光重合することにより作製した。リンクル構造は予め延伸したポリジメチルシロキサン（PDMS）フィルムにポリエチレンテレフタラート（PET）フィルムを積層し，応力を除去することで形成した。作製したフィルムの力学物性は引張試験により調べた。液晶フィルムにおいては，配向方向や重合温度に応じて弾性率が異なることがわかった。無配向の液晶フィルムでは，あるひずみを境に応力の増加量が変化する非線形的な力学応答を示した。また，リンクル構造を有するフィルムでは，延伸に伴いリンクル構造が伸び切ることで応力が増大することが明らかとなった。液晶フィルムまたはリンクル構造PETフィルムを汎用的なソフトマテリアルであるPDMSフィルムに積層し，内部ひずみを測定可能なセンサーを用いて湾曲に伴う中立面移動を調べた。リンクル構造積層PDMSフィルムにおいて，中立面移動の抑制を示唆する結果が得られた。そこで，このフィルムの中立面位置に金を成膜し，湾曲に伴う顕微鏡観察を行なった。その結果，従来とは90°異なる方向にクラックが発生した。リンクル構造の高さ，周期，材質を変えることで，中立面移動ならびに導電材料のクラック発生を抑制し，フレキシブルデバイスの高耐久化を達成できると考えている。

は this study, the nonlinear mechanics 応 answer を shown す フ ィ ル ム の horizon に よ り, ソ フ ト マ テ リ ア ル の bay qu に with elevation mobile を inhibit し う, デ バ イ ス の bay qu durability を upward さ せ る こ と を purpose と し て い る. Final year に when た る は this year, LCD フ ィ ル ム と リ ン ク ル a す を construction る フ ィ ル ム し the を cropping systems, mechanical characteristics を parsing し た. Time に, nonlinear mechanics 応 answer を し た フ ィ ル ム を ソ フ ト マ テ リ ア ル に horizon し, bay in curved に with う facade mobile を adjustable べ た. さ ら に, フ ィ ル ム の elevation position in し を に conductive material into a membrane, wan qu に with う ク ラ ッ ク 挙 dynamic を 観 examine し た. LCD フ ィ ル ム は ネ マ チ ッ ク LCD, モ ノ マ ー, Bridges, light overlap start tonic mixture の を light overlap す る こ と に よ り cropping し た. は リ ン ク ル structure to め extension し た ポ リ ジ メ チ ル シ ロ キ サ ン (PDMS) フ ィ ル ム に ポ リ エ チ レ ン テ レ フ タ ラ ー ト (PET) フ ィ ル ム を horizon し, 応 を remove す る こ と で form し た. Fabricate たフィ たフィ ム ム <s:1> mechanical and physical properties tension experiments によ によ べた. LCD フ ィ ル ム に お い て は, match to the direction of や overlap temperature に 応 じ て 弾 sex rate が different な る こ と が わ か っ た. No match to the LCD フ の ィ ル ム で は, あ る ひ ず み を condition に 応 force の rights added amount が variations change す る な of nonlinear mechanics 応 answer を shown し た. ま た, リ ン ク ル a す を construction る フ ィ ル ム で は, extended に with い リ ン ク ル tectonic が stretch び cut る こ と で 応 が raised potent す る こ と が Ming ら か と な っ た. LCD フ ィ ル ム ま た は リ ン ク ル tectonic PET フ ィ ル ム を of universal な ソ フ ト マ テ リ ア ル で あ る PDMS フ ィ ル ム に horizon し, internal ひ ず み を determination may な セ ン サ ー を with い て bay in curved に with う facade mobile を adjustable べ た. Youdaoplaceholder0, フィ, <s:1>, <s:1>, <s:1>, フィ, て, て, <s:1> inhibition of movement in the middle facade, を, する, する, が, られた. そ こ で, こ の フ ィ ル ム の elevation position に gold を film-forming し, wan qu に with う 顕 micromirror 観 examine を line な っ た. Youdaoplaceholder0 そ as a result, 従 from と と 90° in the opposite なる direction に ラッ ラッ が が が が が た た is affected by た. リ ン ク ル の high さ structure, cycle, material を - え る こ と で, elevation in mobile な ら び に conductive material の ク ラ ッ ク 発 を inhibit し, フ レ キ シ ブ ル デ バ イ ス の high durable を reached で き る と exam え て い る.

项目成果

Wideband reflection wavelength tuning by bending of cholesteric liquid crystal elastomer films

通过弯曲胆甾型液晶弹性体薄膜进行宽带反射波长调谐

• DOI: 10.1063/5.0044216
• 发表时间: 2021
• 期刊: J. Appl. Phys.
• 作者: Masayuki Kishino;Norihisa Akamatsu;Ryo Taguchi;Shoichi Kubo;Kyohei Hisano;Osamu Tsutsumi;and Atsushi Shishido
• 通讯作者: and Atsushi Shishido

機械学習を利用した湾曲高分子フィルムの疲労寿命予測

使用机器学习预测弯曲聚合物薄膜的疲劳寿命

• 发表时间: 2021
• 作者: Masayuki Kishino;Kyohei Hisano;Atsushi Shishido;岸野 真之，田口 諒，赤松 範久，宍戸 厚
• 通讯作者: 岸野 真之，田口 諒，赤松 範久，宍戸 厚

湾曲高分子フィルムの疲労挙動解析

弯曲聚合物薄膜的疲劳行为分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamaguchi H.;Furuya S. C.;Morota S.;Shimono S.;Kawakami T.;Kusanose Y.;Shimura Y.;Nakano K.;Hosokoshi Y.;高野 哲，Ooi Ching Pin，大島 由佳，道村 唯太，安東 正樹;岸野 真之，田口 諒，宍戸厚;岸野 真之，田口 諒，久野 恭平，宍戸 厚
• 通讯作者: 岸野 真之，田口 諒，久野 恭平，宍戸 厚

機械学習を利用した繰り返し湾曲による高分子フィルムの疲労寿命予測

使用机器学习预测重复弯曲聚合物薄膜的疲劳寿命

• 发表时间: 2021
• 作者: Shimura Yasuyuki;Watanabe Kanta;Taniguchi Takanori;Osato Kotaro;Yamamoto Rikako;Kusanose Yuka;Umeo Kazunori;Fujita Masaki;Onimaru Takahiro;Takabatake Toshiro;岸野 真之，田口 諒，赤松 範久，宍戸 厚
• 通讯作者: 岸野 真之，田口 諒，赤松 範久，宍戸 厚

Fatigue life prediction of bending polymer films using random forest

使用随机森林预测弯曲聚合物薄膜的疲劳寿命

• DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2022.107230
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Fatigue
• 影响因子: 6
• 作者: Kishino Masayuki;Matsumoto Kohsuke;Kobayashi Yoshiaki;Taguchi Ryo;Akamatsu Norihisa;Shishido Atsushi
• 通讯作者: Shishido Atsushi