Dissipative structures in the non-equilibrium dynamics of chiral liquid crystal droplets

手性液晶液滴非平衡动力学中的耗散结构

基本信息

  • 批准号:
    20K14433
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では等方相中に分散したキラルな液晶滴の散逸構造について研究した。キラル液晶試料を液晶-等方相共存相温度に置くと、等方相中に自発的にキラル液晶滴が等方相中に分散する。このキラル液晶滴に熱流を印加すると、熱流が散逸する過程で液晶滴の一方向回転が駆動される。2022年度はキラルな液晶滴の熱駆動一方向回転を利用してMicro electromechanical systems (MEMS)デバイスからの微小な熱流を検出するメカニズムを提案した。MEMSデバイスを駆動すると、入力した電力の一部が熱として散逸する。MEMSデバイスのミクロな性質において重要な熱分布を可視化するために、キラル液晶滴を利用したメカニズムを提案した。等方液体相中に分散したキラル液晶滴に熱流を印加すると、熱流量に比例した角速度で一方向に回転する。このサーモメカニカル交差相関を熱流の検出原理として利用するために、キラル液晶滴の熱流-トルク変換効率を定量的に調べた。金ナノ薄膜をパターニングしたモデルデバイス上にキラル液晶滴を導入しキラル液晶滴の回転挙動を観察した。金ナノ薄膜に電流を印加すると、キラル液晶滴は金ナノ薄膜から発生した熱流を感知し一方向に回転する。キラル液晶滴のマイクロ熱流検出について、熱流検出の分解能を定量的に評価した。その結果、本研究で提案したキラル液晶滴を用いるメカニズムを利用するとMEMSデバイスからの微小な熱流を、高い空間分解能と高い熱流検出精度を両立して、マルチスケールで検出できることが明らかになった。
In this study, the に dispersed <s:1> たキラ な な な liquid crystal droplet <s:1> dispersion structure in the で で et al. Phase was investigated by に な て て て て て て て て た. キ ラ ル LCD sample を LCD - such as phase coexistence phase temperature に buy く と, such as phase に from 発 に キ ラ ル liquid crystal drops が parties such as phase に scattered す る. こ の キ ラ ル liquid crystal drops に heat flux を Inca す る と, heat flux が dissipative す る process で liquid crystal drops の direction back to the planning が 駆 dynamic さ れ る. 2022 annual は キ ラ ル な liquid crystal drops の hot 駆 move a direction back to the planning を using し て Micro electromechanical systems (MEMS) デ バ イ ス か ら の tiny な heat flux を 検 out す る メ カ ニ ズ ム を proposal し た. MEMSデバ スを駆 スを駆 generates すると, feeds in <s:1> た electricity <s:1> a が heat と て dissipates する. MEMS デ バ イ ス の ミ ク ロ な nature に お い て important な thermal distribution を visualization す る た め に, キ ラ ル liquid crystal drops を using し た メ カ ニ ズ ム を proposal し た. Parties such as liquid phase に scattered し た キ ラ ル liquid crystal drops に heat flux を Inca す る と, heat flow に proportion し た angular velocity で に back to a direction planning す る. こ の サ ー モ メ カ ニ カ ル job phase masato を heat flux の 検 out principle と し て using す る た め に, キ ラ ル liquid crystal drops の heat - ト ル ク - in sharper rate を quantitative に adjustable べ た. Gold ナ ノ film を パ タ ー ニ ン グ し た モ デ ル デ バ イ ス on に キ ラ ル liquid crystal drops を import し キ ラ ル liquid crystal drops の back planning 挙 dynamic を 観 examine し た. Gold ナ ノ film に current を Inca す る と, キ ラ ル liquid crystal drops は gold ナ ノ film か ら 発 raw し た heat を に perceived し direction back to the planning す る. キ ラ ル liquid crystal drops の マ イ ク ロ heat flux 検 out に つ い て, heat flux 検 の can decompose を に of quantitative evaluation of 価 し た. そ の results, this study proposed で し た キ ラ ル liquid crystal drops を with い る メ カ ニ ズ ム を using す る と MEMS デ バ イ ス か ら の tiny な heat flux を, high decomposition can と high い い space heat flux 検 out precision を struck made し て, マ ル チ ス ケ ー ル で 検 out で き る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Liquid Crystal-Particle Imaging Electrometry for Micro Electro Mechanical Systems
用于微机电系统的液晶粒子成像静电测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shinji Bono;and Satoshi Konishi
  • 通讯作者:
    and Satoshi Konishi
Volume difference in microdroplets in vertical contact control under electrowetting-induced asymmetric boundary condition
  • DOI:
    10.35848/1347-4065/acb51e
  • 发表时间:
    2023-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Bono, Shinji;Miyata, Yoshinori;Konishi, Satoshi
  • 通讯作者:
    Konishi, Satoshi
Heat-flux-driven Rotation of Cholesteric Droplets Dispersed in Glycerol
分散在甘油中的胆甾醇液滴的热通量驱动旋转
立命館大学 小西研究室
立命馆大学小西实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Heat-Driven Rigid-Body Rotation of a Mixture of Cholesteric Liquid Crystal Droplets and Colloids
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.0c04186
  • 发表时间:
    2020-07-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Bono, Shinji;Maruyama, Yuji;Tabe, Yuka
  • 通讯作者:
    Tabe, Yuka
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