レーザー捕捉を利用した微少界面におけるトライボロジーの研究

使用激光捕获的微界面摩擦学研究

• 批准号: 04J02462
• 负责人: 村澤 尚樹
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J02462/
• 关键词: レーザートラッピング; 液晶液滴; トライポロジー; 光トルク; トライボロジー

本研究は、光学的異方性を持つマイクロメートルオーダーの液晶液滴を偏光レーザービームで捕捉・回転させたときの液滴の回転挙動を観測することにより、液晶液滴と周囲の溶媒との液-液界面におけるトライボロジーの詳細を解明することを目的としている。本年度は分子配向の規則性が高いスメクチックA液晶液滴を偏光レーザービームにより捕捉したときの挙動を解析することで、液晶液滴の分子配向が液-液界面のトライボロジーに与える影響を解明することを目指した。試料となる液晶液滴は、スメクチックA液晶(CB8)を重水中に混合し撹拌することで作製した。捕捉用レーザーとしてCW Nd : YAG Laserの基本波を用い、単一の液晶液滴を偏光顕微鏡下で捕捉した。液晶液滴の回転周波数は、液滴を透過した捕捉用レーザー光の偏光状態を解析することで測定した。スメクチックA液晶液滴を直線偏光レーザービームで捕捉すると、中心から外れた位置で捕捉され、その位置はレーザーパワーに拠らず一定となることが明らかとなった。また、直線偏光の偏光方向を回転させると、それに追従して液滴も回転する様子が観察された。一方、円偏光レーザービームで捕捉すると、レーザーパワーの強度の違いによって異なる挙動が観察された。低パワー(31mW)で捕捉した場合、液滴は一定の速度で回転するのに対し、レーザーパワーを高くすると(64mW)、一定期間回転した後、停止することが明らかとなった。さらに、これらの液滴の挙動の解析結果を基に液滴に働くトラップ力を算出した結果、理論式から得られる値とよい一致を示した。これらの結果はこれまでネマチック液晶液滴で観察された回転挙動と大きく異なっており、今後他の分子配向を持つ液晶液滴の回転挙動についても解析することで、液晶液滴の分子配向と液-液界面のトライボロジーの関係が明らかになると考えられる。

This study aims to investigate the optical anisotropy of liquid crystal droplets, capture the polarization of liquid crystal droplets, and detect the polarization of liquid crystal droplets. This year, the regularity of molecular alignment of liquid crystal droplets is high, and the polarization of liquid crystal droplets is captured and analyzed. The molecular alignment of liquid crystal droplets and the influence of polarization on liquid-liquid interface are explained. Sample liquid crystal droplets are mixed in heavy water and stirred. The fundamental wave of CW Nd : YAG Laser is used for capture, and the liquid crystal droplet is captured under polarized microscope. The number of return cycles of liquid crystal droplets is determined by analyzing the polarization state of light for capture and transmission of liquid droplets. A liquid crystal droplet is linearly polarized, and the center of the liquid crystal droplet is positioned outside the liquid crystal droplet. In addition, the polarization direction of the linearly polarized light is reversed, and the reverse movement of the liquid droplet is observed. A square, polarized light source captures the intensity of the light source. Low (31mW), high (64mW), low (31mW), low (31 mW), high (31 mW), low (31 mW), low (31 mW), high (31 mW), low (31 mW), low (31 mW), high (31 mW), low (31 mW The results of the analysis of liquid droplets are shown in the following table. The results show that the molecular alignment of liquid crystal droplets and the relationship between the molecular alignment of liquid crystal droplets and the liquid-liquid interface are different.

项目成果

Laser manipulation of a smectic-liquid crystal droplet

近晶液晶液滴的激光操控

• 发表时间: 2006
• 期刊: Eur. Phys. J. E 20・4
• 作者: Kuniaki Saito;Akira Ishizuka (These authors contributed equally to this work);Naoki Murazawa;Naoki Murazawa
• 通讯作者: Naoki Murazawa

Laser irradiation induced disintegration of a bubble in a glass melt

• DOI: 10.1007/s00339-006-3848-x
• 发表时间: 2007-04-01
• 期刊: APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING
• 影响因子: 2.7
• 作者: Juodkazis, S.;Murazawa, N.;Misawa, H.
• 通讯作者: Misawa, H.

Characterization of Bipolar and Radial Nematic Liquid Crystal Droplets using Laser-tweezers

使用激光镊子表征双极和径向向列液晶滴

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Physics D : Applied Physics 38・16
• 作者: Kuniaki Saito;Akira Ishizuka (These authors contributed equally to this work);Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa
• 通讯作者: Naoki Murazawa

Viscosity Measurement Using a Rotating Laser-Trapped Microsphere of Liquid Crystal

使用旋转激光捕获液晶微球测量粘度

• 发表时间: 2006
• 期刊: Europhysics Letters 73・5
• 作者: Kuniaki Saito;Akira Ishizuka (These authors contributed equally to this work);Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa
• 通讯作者: Naoki Murazawa

Control of the molecular alignment inside liquid crystals droplets by use of laser tweezers

使用激光镊子控制液晶滴内的分子排列

• 期刊: Small (accepted)
• 作者: Kuniaki Saito;Akira Ishizuka (These authors contributed equally to this work);Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa;Naoki Murazawa
• 通讯作者: Naoki Murazawa