液晶乱流構造とレオロジー特性の解明

液晶湍流结构和流变特性的阐明

基本信息

批准号：
21K13894
负责人：
小林史明
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University (2022)Oita University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度はネマチック液晶（MBBA，EBBA）にイオン性物質をドープして，その導電率を大きくしたサンプルに交流電場を印可すると，液晶セル（導電性物質のITOがコートされた透明電極ガラス２枚で液晶をサンドイッチしたもの）（セルギャップ：100 μm）の中に巨大な渦が発生することが明らかになった．実際に微粒子を液晶サンプルに混ぜて観察を行うと微粒子が回転（公転）運動していることが分かった．これまでの研究では，電場を印可することが出来る，Anton Paar社製のカスタマイズされたレオメーター（回転粘度計）MCR302WESPで同様の電場を液晶サンプルに印可する実験を行っており，この場合では下面が固定されているが，上面側は回転することが出来る．これまでの研究では上面下面が固定されている場合では前述の渦流れが発生しなかった．しかしながら，共同研究者の折原らはITOガラスをエッチングして，1 mm×1 mmの正方形の電極を作成して，同様の実験を行った際に正方形の空間内に渦流れが発生することを確かめている．更に本研究では最大で直径が20 mmの円形ITOの電極でも渦流れが発生が発生していることが確かめられた．加えて，ドーナツ型にエッチングを行った場合でもドーナツに沿うような一方向の流れが発生することが分かった．今後の展開としては，２通りの展開を検討している１つは電極の形状をより複雑にすること，もう一つはITOの面積を系統的に変化させてPIV等を用いて渦流れの速さの変化を調べることを検討している．

今年，当将列液晶（MBBA，EBBA）掺入离子物质并将AC电场应用于电导率升高的样品上时，据显示，液晶电池中会发生巨大的涡流（用两个透明的电极玻璃夹在带有导电材料的iTo iTo iTo iTo lovistive Electrode玻璃之间（细胞GAP：100μm）。当颗粒实际上与液晶样品混合并观察到时，发现颗粒旋转（轨道）。先前的研究已经进行了实验，其中使用Anton Paar制造的MCR302WESP（旋转粘度计）将类似的电场应用于液晶样品，这可以应用电场。在这种情况下，底部表面是固定的，但顶表面可以旋转。当上表面和下表面固定时，先前的研究尚未发生。但是，合作者Orihara及其同事蚀刻了ITO玻璃，以创建1 mm x 1 mm的正方形电极，并确认进行类似实验时，涡流流在方形空间中发生。此外，这项研究证实，即使在最大直径为20 mm的圆形ITO电极处也会发生涡流流。此外，发现即使蚀刻了甜甜圈，也会沿着甜甜圈发生单向流动。至于未来的发展，两种类型的发展之一是使电极形状更加复杂，另一个是系统地更改ITO的面积，并使用PIV等检查涡流流的速度变化。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

液晶乱流中における巨視的自発流れの発生Ⅰ

液晶湍流中宏观自发流的产生 I

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
武田純;芳原晃旗;佐々木裕司;小林史明;長屋智之;折原宏
通讯作者：
折原宏

乱流中における巨視的自発流れの発生Ⅱ

湍流中宏观自发流的产生II

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
芳原晃旗，武田純，佐々木裕司，小林史明，長屋智之，折原宏
通讯作者：
芳原晃旗，武田純，佐々木裕司，小林史明，長屋智之，折原宏

Search for Negative Viscosity induced by liquid crystal turbulence in various liquid crystal materials

寻找各种液晶材料中液晶湍流引起的负粘度

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kobayashi Fumiaki;Seiji;Ujiie;Hiroshi Orihara and Tomoyuki Nagaya
通讯作者：
Hiroshi Orihara and Tomoyuki Nagaya

Search for Negative Viscosity of various liquid crystal materials in the presence of turbulence induced by an electric field

在电场引起的湍流存在下搜索各种液晶材料的负粘度

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山田貴弘;矢野力三;米澤進吾;Shahbaz Anwar;前野悦輝;柏谷聡;松本充央;F. Kobayashi; S. Ujiie; H. Orihara; T. Nagaya
通讯作者：
F. Kobayashi; S. Ujiie; H. Orihara; T. Nagaya

種々の液晶での液晶乱流による負の粘性の探索

寻找各种液晶中由于液晶湍流而产生的负粘度