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。

In this study, the non-linear mechanics response is expressed as a multi-layered layer, and a non-linear mechanics test is performed. With the movement of the neutral plane suppressed, the durability of the bend is improved and the purpose is improved. In the final year of this year, the structure of the liquid crystal display was manufactured and the mechanical properties were analyzed. Secondly, the non-linear mechanics をををソフトマテリアルにlaminated layer し, the curved surface movement を adjusts the べた.さらに, フィルムのneutral plane position に conductive material を film formation し, wan curve に companion う ク ラ ッ ク猙 movable を 観 Observation し た. Liquid crystal フィルムはネマチック liquid crystal, モノマー, bridging tool, light overlap start cutting mixture を light overlap することにより manufacturing した. Rinko Structure and Development Systemチレンテレフタラート (PET) フィルムをlaminated し, 応力をremoved することで formed した. The mechanical and physical properties of the material are produced and tested. Liquid crystal display, alignment direction, overlapping temperature, and elasticity rate. Non-aligned liquid crystal display, non-linear mechanical response and non-linear mechanical response.また, リンクルstructure を有するフィルムでは, extension に与いリンクThe structure of the structure is extended and cut, and the strength is increased and the structure is increased. Liquid crystal display, PET display, general-purpose liquid crystal display, PDMSフィルムにlaminatedし, internal ひずみをmeasurement is possibleなセンサーをwith いてwanquに accompanyingうneutral plane movementをtunedべた. Rinko's structural laminated PDMS structure has been designed to suppress movement of the neutral surface and to show the result of the movement.そこで, このフィルムのneutral plane position に金をfilm formationし, Wanqu にassociated with う顕microscope observation を行なった. As a result, the result is that the direction of the 90° different direction is the same as the original one.リンクルstructureの高さ, period, material を変えることで, neutral plane movement ならびに conductive material のクThe ラック発生をsuppressionし, the フレキシブルデバイスのhigh-durabilityをachieved the できると考えている.

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