液晶の微視的な配向状態と巨視的なレオロジー特性

液晶的微观取向状态和宏观流变特性

基本信息

批准号：
07236222
负责人：
長屋智之
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07236222/
关键词：
液晶レオロジー電気流体力学的不安定性散逸構造

项目摘要

負の誘電異方性を持つネマチック液晶に電場を印加すると、ある閾値以上の電圧でWilliams domain(以下WDと略す)と呼ばれるロール状の対流が発現する。WDは、非平衡散逸系のパターン形成の研究の中心的な題材であるが、剪断に対する対流パターンの変化に関してはあまり調べられていない。本研究では、粘性測定と試料の偏光顕微鏡観察を同時に行う実験系を構築し、定常剪断流による対流構造の変化およびWDが存在する条件下での液晶の粘度特性を調べた。粘度計の試料ホルダーを透明電極付きのガラスで作成し、倒立型の偏光顕微鏡によって試料内の液晶の状態をした。ネマチック液晶MBBAに0.01%の導電性不純物を混合した試料を用いた。まず始めに、剪断をかけずに電場のみを印加してWDを発生させ、Shear rate,D=2sec^<-1>の剪断を与えて対流構造の変化を観察した。剪断の方向が対流のロール軸と垂直な場合は、剪断によって対流ロールの幅が変化した。さらに電圧を増加し、10.5Vとすると、ロールが瘤状の対流へと変化することがわかった。この瘤状対流は本研究で初めて発見された。次に、WDが発生する閾値電圧と瘤状対流が出現する閾値電圧を調べた。D=3sec^<-1>以上の剪断流ではWDが現れてすぐ瘤状対流に変化する。剪断の増加に従って閾値電圧は単調に増加することがわかった。交流電場を印加して剪断応力を測定した。電圧の増加に伴って対流構造は乱れていく。D=が50sec^<-1>の場合、粘性率は極大値を持つが、50sec^<-1>では単調増加になる。このとき、電圧の増加に伴って粘度も増加していく。一方、WDが起こらない800Hz以上の高周波電場のもとでは、粘性変化は見られなかった。また、導電性不純物を添加しない試料ではWDは発生せず、電場を印加しても粘性変化は観測されなかった。

当将电场应用于具有负介电性各向异性的列液晶时，一个称为Williams域的滚动对流（以下简称WD作为WD）出现在一定阈值以上的电压下。 WD是非平衡耗散系统中模式研究的核心主题，但是已经研究了有关剪切对流模式变化的很多研究。在这项研究中，我们构建了一个实验系统，在该系统中，同时进行了粘度测量和极化光学显微镜观察，并在观察到稳定的剪切流和WD引起的对流结构变化的条件下，液晶的粘度特性。粘度计的样品持有人由带有透明电极的玻璃制成，并使用倒两极显微镜设置样品中的液晶。使用样品，其中将0.01％的导电杂质与列液晶MBBA混合。首先，我们仅使用电场而没有剪切来产生WD，剪切速率，d = 2 sec^<-1>用于观察对流结构的变化。当剪切方向垂直于对流滚动轴时，剪切改变了对流辊的宽度。人们发现，将电压进一步增加到10.5V，滚动变为类似于Aneury的对流。本研究首先发现了这种对流。接下来，检查了出现WD的阈值电压和出现类似吸收对流的阈值电压。剪切流在d = 3 sec^<-1>上方的剪切流将导致WD出现并立即变成Aneury对流。发现阈值电压随着剪切的增加而单调增加。应用AC电场测量剪切应力。随着电压的增加，对流结构被破坏。当d =是50秒^<-1>时，粘度具有最大值，但在50秒^<-1>下它单调增加。目前，粘度随电压的增加而增加。另一方面，在没有发生WD的高频电场下未观察到粘度。此外，没有任何导电杂质的样品中生成WD，即使在使用电场时也没有观察到粘度。