超低電圧高速駆動型液晶ゲルアクチュエータ

超低电压、高速驱动型液晶凝胶执行器

• 批准号: 17040021
• 负责人: 甲斐 昌一
• 金额: $ 3.9万
• 依托单位: Kyushu 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17040021/
• 关键词: 液晶エラストマー; 生体材料; 複合材料・物性; 高分子材料; 生物・生体工学

LCEは配向秩序をもった異方性のゴムまたはゲル状物質で、ネットワークの主鎖あるいは側鎖に液晶分子が化学的に結合されている。その実用化、高性能化、簡便化を図るためには、その物性を深く理解することが必要不可欠である。特にこの電界応答特性には、これまでの我々の研究から次のような重要な因子が判ってきている:(1)ネットワークに結合する液晶と膨潤させる低分子液晶の親和性、(2)クロスリンカー分子の構造と性質、(3)側鎖液晶分子であるか主鎖液晶分子であるか、(4)膨潤させる低分子液晶の極性、(5)LCEの液晶相の種類、(6)クロスリンカー分子の濃度。すなわち、これらの要素がLCEの電界応答を左右する重要なファクターである。そこでこれらの因子の役割を明確にするために、液晶分子とネットワークとの結合部分を変えた主鎖型と側鎖型のLCE、極性の大小、クロスリンカーの官能性を変えた場合、その濃度を変化させた場合、クロスリンカーの液晶性・非液晶性による特性の変化を調べるための試料合成を中心に研究を行った。また、特に物理的な計測は、今回、主鎖型と側鎖型を中心に、その応答速度と閾値特性、収縮率などを研究した。その結果、液晶分子を主鎖内に結合させた場合には、巨大な電気力学効果が観測され、フィルム全体が収縮するとともに強い電気光学効果が見いだされた。側鎖型LCEではこのような特性はない。しかしながら、主鎖型では側鎖型に比べネットワークヘの拘束が強く、十分な応答を得るためには約10倍の電圧を必要とした。しかしながら、適切な極性をもつ液晶分子を組み込むことによってこの欠点は解消されるものと期待された。

LCE是一种各向异性橡胶或类似凝胶的材料，其取向阶，其中液晶分子在化学上与网络的主链或侧链结合。为了使其实用，高性能和简化，必须深入了解其物理特性。特别是，我们先前的研究揭示了该现场响应特征的以下重要因素：（1）与网络结合的液体晶体和膨胀的小分子液晶的亲和力，（2）交联分子的结构和特性，（3）是否是侧链液晶液晶液体晶体液晶（4）的液晶液晶性（4），（4）膨胀，（5）LCE的液晶相的类型，以及（6）交联分子的浓度。换句话说，这些因素是影响LCE电场响应的重要因素。因此，为了阐明这些因素的作用，我们进行了研究，研究了针对样品合成的研究，以研究交叉链链链链链链接的液晶晶体和非液体结晶性能引起的性质变化，当更改浓度时，交联链的极性和交叉链链接功能发生变化时，当浓度更改时，交叉链接器发生了变化。特别是，在本研究中研究了物理测量值，主要是主链类型和侧链类型及其响应速度，阈值特征和收缩率。结果，当液晶分子与主链结合时，观察到了巨大的电动力效应，并且整个膜收缩并发现了强烈的电效应效应。侧链LCE没有此属性。但是，主链类型对网络的限制比侧链类型更强，并且需要大约10次的电压才能获得足够的响应。但是，预计通过掺入具有适当极性的液晶分子来解决该缺点。

项目成果

Low-voltage-driven electromechanical effects of swollen liquid-crystal elastomers.

• DOI: 10.1103/physreve.71.061702
• 发表时间: 2005-06
• 期刊: Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
• 作者: Y. Yusuf;Jong-Hoon Huh;P. Cladis;H. Brand;H. Finkelmann;S. Kai

Thermo-Mechanical Properties of Tri-Functionally Crosslinked Liquid Single Crystal Elastomers

三官能团交联液晶单晶弹性体的热机械性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review E 71
• 作者: Y.Yusuf;S.Kai;et al.
• 通讯作者: et al.

Temperature Dependence of Electromechanical Effects in a Swollen Polydomain Liquid Crystalline Elastomer

溶胀多域液晶弹性体中机电效应的温度依赖性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan(Letter) 74・1
• 作者: Jong-Hoon Huh;Jiang Xin;Yusril Yusuf;Shoichi Kai
• 通讯作者: Shoichi Kai

Trifunctionally cross-linked liquid crystal elastomers : swelling dynamics and electromechanical effects

三官能交联液晶弹性体：溶胀动力学和机电效应

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics Vol.46・No.3A
• 作者: Dong-Uk Cho;Yusril Yusuf;P.E.Cladis;Helmut R.Brand;Heino Finkelmann;Shoichi Kai
• 通讯作者: Shoichi Kai

Electrooptical effects of swollen polydomain liquid crystal elastomers

溶胀多域液晶弹性体的电光效应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan Vol.75・No.8
• 作者: Dong-Uk Cho;Yusril Yusuf;Shigehiro Hashimoto;P.E.Cladis;Helmut R.Brand;Heino Finkelmann;Shoichi Kai
• 通讯作者: Shoichi Kai