Thermal-responsive wetting sheets localized within mesomeric interfacial region

本研究では、(1)基板-液晶界面のメソスコピックな領域において液晶が作る、また、2次元的濡れ構造(界面濡れシート)の形成メカニズムを実験・理論の両面から理解し、さらにこの知見を元に界面濡れシートの生成・凍結・消滅を能動制御することで、界面濡れがもたらすユニークな機能性および応用の可能性を探究する。具体的には、(1)界面に局在した液晶濡れシートの形成過程において、バルクと界面付近それぞれにおける分子 の静的・動的挙動をX線・プローブ顕微鏡・非線形光学などにより直接観察する。(2) (1)で得られた知見を元に、電場を中心とした濡れシートの積極的な誘起及びコントロールを試みる。(3) (2)の界面に存在する濡れシー トを制御することで液晶バルクの配向および欠陥制御を行うことにより、光電場で制御できる表示/メモリーデバイスやセルフフォーマブルなトポロジカル周期パターンなどユニークな機能性の創出を行う。これまでの研究において、温度・光応答型(アンカリング)配向転移を引き起こす幾つかのモデル系において、界面付近に局在化したナノメートルスケールのスメ クティック2次元濡れ構造が熱・光刺激に応じて生成(消滅)・成長(縮小) することによって、液晶材料のバルクの配向状態が変化することを明らかにしてきた。 具体的には、液晶/基板界面付近において、垂直配向を示す濡れ構造と、ティルトまたは水平配向を示すドメインが共存し、界面付近に配向フラストレーション が溜まることで配向転移が発現する。今年度は、これらのナノメートルスケールの2次元濡れ構造を光によってアクティブコントロールできるようになり、界面濡れシートを光刺激により制御することで液晶の自己組織化トポロジカル構造の形成と制御を試みた。

本研究では、(1)基板-液晶界面のメソスコピックな領域において液晶が作る、また、2次元的濡れ構造(界面濡れシート)の形成メカニズムを実験・理論の両面から理解し、さらにこの知見を元に界面濡れシートの生成・凍結・消滅を能動制御することで、界面濡れがもたらすユニークな機能性および応用の可能性を探究する。具体的には、(1)界面に局在した液晶濡れシートの形成過程において、バルクと界面付近それぞれにおける分子 の静的・動的挙動をX線・プローブ顕微鏡・非線形光学などにより直接観察する。(2) (1)で得られた知見を元に、電場を中心とした濡れシートの積極的な誘起及びコントロールを試みる。(3) (2)の界面に存在する濡れシー トを制御することで液晶バルクの配向および欠陥制御を行うことにより、光電場で制御できる表示/メモリーデバイスやセルフフォーマブルなトポロジカル周期パターンなどユニークな機能性の創出を行う。これまでの研究において、温度・光応答型(アンカリング)配向転移を引き起こす幾つかのモデル系において、界面付近に局在化したナノメートルスケールのスメ クティック2次元濡れ構造が熱・光刺激に応じて生成(消滅)・成長(縮小) することによって、液晶材料のバルクの配向状態が変化することを明らかにしてきた。 具体的には、液晶/基板界面付近において、垂直配向を示す濡れ構造と、ティルトまたは水平配向を示すドメインが共存し、界面付近に配向フラストレーション が溜まることで配向転移が発現する。今年度は、これらのナノメートルスケールの2次元濡れ構造を光によってアクティブコントロールできるようになり、界面濡れシートを光刺激により制御することで液晶の自己組織化トポロジカル構造の形成と制御を試みた。