液晶による構造再生・創生機能を有する知能化粘弾性組織の試験的開発

利用液晶进行具有结构再生和创造功能的智能粘弹性组织的实验开发

• 批准号: 15656027
• 负责人: 鳴海 敬倫
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656027/
• 关键词: スメクティック液晶; 降伏応力; 機能性流体; 配向構造; ER効果; 粘弾性

本研究はスメクティック液晶を利用した内部構造の自己再生および構造創生機能を有する知能化された柔軟な粘弾性組織の開発を目指すものである。昨年度の微小変形下でのスメクティック液晶の構造維持効果を発展させて,本年度はスメクティック液晶の配向構造による固体的特性の制御,すなわち電場による降伏応力の制御について検討を加えた。具体的には電場を加えられるように改造した応力制御型のレオメータを用い,一様な配向状態を作り,せん断応力を加えたときの変形特性から降伏応力を算定し,直流,交流電場とその電界強度による影響について検討し,以下の点を明らかにした。スメクティック相では無電場下でも降伏応力を示すが,印加電圧がある値(閾値)を越えると,直流電場下では降伏応力が増加し,その後一定になる現象が得られた。一方,交流電場ではある値から降伏応力が減少する傾向が得られ,その減少量には周波数異存性があることが確認された。さらにその閾値電圧は交流と直流では異なり,直流の方が低電界強度でから降伏応力の変化が現れることがわかった。これらの点から,スメクティック液晶を用い,印加電場および電圧を調整することにより降伏応力を10倍程度の範囲で制御できる,すなわち固体的な特性を電場で制御できることが明らかになった。さらに,そのメカニズムを解明するために降伏時の構造変化を偏光下で観察し,あわせて二色性等の変化も測定した結果,交流電場下では比較的脆弱なモノドメイン的構造ができているのに対し,直流電場下では強固な配向構造ができていることが考えられた。続いて,分割電極を用いた非一様な配向構造の形成とその降伏特性についても検討を加えた。

This study aims at understanding the development of soft and viscous tissues by utilizing the internal structure of liquid crystal and its own regeneration and structural creation functions. The structure maintenance effect of liquid crystal under micro-deformation was developed last year, and the control of solid state characteristics of liquid crystal alignment structure was discussed in this year. The specific electric field is added, the force control type is modified, the alignment state is determined, the breaking force is added, the shape characteristic is calculated, the influence of DC and AC electric field on the electric field strength is discussed, and the following points are clearly discussed. In the absence of an electric field, the voltage drop increases as the voltage increases (threshold value), and the voltage drop increases under a DC field. On the one hand, the AC electric field has a tendency to decrease, and the decrease in the number of cycles is confirmed. The threshold voltage is different from the AC voltage, and the DC voltage is different from the DC voltage. For liquid crystal applications, the electric field and voltage can be adjusted to 10 times the voltage drop. The electric field and voltage drop can be adjusted to 10 times the voltage drop and the voltage drop can be adjusted to 10 times the voltage drop. In addition, the structure change of the voltage drop time is observed under polarization, and the dichroic property is measured. As a result, the structure of the voltage drop time is relatively weak under AC electric field, and the structure of the strong alignment time is relatively strong under DC electric field. In addition, the formation of non-uniform alignment structure and the voltage drop characteristics of segmented electrodes are discussed.

项目成果

スメクティック液晶の電場による流動特性の変化

电场导致近晶液晶流动特性的变化

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会2004年度年次大会講演論文集 No.04-1,Vol.2
• 作者: 菅原 深

スメクティック液晶の電場下での降伏特性

电场作用下近晶液晶击穿特性

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会流体工学部門講演会講演概要集 No04-25(CD)
• 作者: 菅原 深;菅原 深
• 通讯作者: 菅原 深

菅原深, 鳴海敬倫, 長谷川富市: "スメクティック液晶の電場と温度場によるレオロジー特性の変化"第53回理論応用力学講演会講演論文集. 465-467 (2004)

Fuka Sukawara、Takatomo Narumi、Tomiichi Hasekawa：“电场和温度场引起的近晶液晶流变特性的变化”第 53 届理论与应用力学会议论文集 465-467 (2004)。