リオトロピック液晶の揺らぎと流動誘起相転移

溶致液晶中的波动和流动引起的相变

• 批准号: 08750073
• 负责人: 山本 潤
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750073/
• 关键词: 液晶; リオトロピック; 揺らぎ; 流動; スポンジ相; ラメラ相; 動的相図; 複雑流体

液晶は、秩序の低次元性に起因する本質的に大きな構造揺らぎを持つ"柔らかい凝縮系"の1つである。また、多数の内部自由度を持つ"複雑流体"の仲間でもある。この内部自由度と流動場の間にカップリッグが存在する場合は、巨視的な流れによって、系の秩序・構造が変調される可能性があり、時には相の安定性そのものが場によって破壊される場合すらある。非平衡定常状態において決定される。"動的相図"は、平衡状態における"静的相図"には全く関係ない、系の動的性質(例えば輸送係数)が重要となる。このような意味で、非平衡系では、平衡系には存在しない新たな相の発現や、特異な臨界現象等、新しい興味深い現象を与えてくれる。本研究では、L_a-L_3相転移点近傍における流動場効果、及び流動誘起相転移に関する研究を行うため、以下の計画で研究を実施した。(1)反射型によるブラッグ散乱から、L_α相の層間隔及び層状構造の秩序度を見積もることができるので、L_α-L_3相転移点近傍で温度・流動場の関数として定量的に測定した。この結果から流動場を1つの軸とした"動的相図"を描き、層間隔、秩序度の温度・ずり速度依存性を明らかにした。(2)L_α相においては層面内の波打ち揺らぎ(Undulation fluctuation)が層構造の安定に重要な役割を担っている。透過型の光散乱の実験から、波打ち揺らぎの波長と流動場効果の関係を定量的に明らかにすることに成功した。(3)さらに、振動流(周波数ωを持った正弦流動場)に対する周波数依存性を、濃度を変えた試料を用いて測定し、系の持つ動的性質(特徴的時間)と流動場効果の関係について定量的な知見を得た。(4)これらの結果を踏まえて、L_α相・L_3相の間の流動誘起相転移の物理的なメカニズムを提唱した。

Liquid crystal, order and low-dimensional nature of the cause of the nature of the large structure of the "soft and condensed system" and 1. Most of the internal degrees of freedom are held in the middle of the "complex fluid." The internal degree of freedom and the existence of the fluid field are different from each other in the case of macroscopic flow, system order and structure. Non-equilibrium steady state is determined. "Dynamic phase difference" and "static phase difference" are all relations, and the dynamic properties of the system (e.g., transport coefficient) are important. This means that the non-equilibrium system is reversed, the equilibrium system is reversed, the new phase is generated, the special critical phenomenon is generated, and the new interest is deeply affected. In this study, the effects of flow field near the L_a-L_3 phase shift point and the effects of flow-induced phase shift were studied. The following projects were carried out. (1)Reflection-type separation, layer-spacing of L_α phase and order of layered structure are measured quantitatively. As a result, the flow field is characterized by its axis, phase, layer spacing, degree of order, and temperature/velocity dependence. (2)L_α-phase is important for the stability of layered structure. The relationship between the transmission mode of light scattering and the wavelength of light scattering and the effect of light scattering (3)In addition, the vibrational flow (cycle number ω, sustained sinusoidal flow field) is related to the cycle number dependence, concentration, sample measurement, system dynamic properties (characteristic time), and quantitative knowledge of the relationship between flow field effects. (4)The results show that the phase shift induced by the flow between L_α phase and L_3 phase is very important.

项目成果

Jun Yamamoto・Hajime Tanaka: "Shear-induced Sponge-to-Lamellar Transition in a Hyper-Swollen Lyotropic System" Physical Review Letters. 77. 4390-4393 (1997)

Jun Yamamoto/Hajime Tanaka：“超膨胀溶致系统中剪切诱导的海绵到层状转变”物理评论快报 77. 4390-4393 (1997)