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公開番号2024074330
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-31
出願番号2022185403
出願日2022-11-21
発明の名称スメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ
出願人高知県公立大学法人
代理人個人,個人
主分類F03G 7/00 20060101AFI20240524BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】界面力を強くでき微細物質の精密な操作に利用可能であるスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータを提供する。
【解決手段】スメクティック液晶Sと、スメクティック液晶S中に、液体状態の等方相IPと液晶状態の液晶相SPとの界面Fを発生させる界面発生手段2と、を備えている。スメクティック液晶S中に等方相IPと液晶相SPとの界面Fを発生させれば、その界面Fによって物体を保持したり移動させたりすることが可能になる。しかも、界面力を大きくできるので、物体を保持したり移動させたりする能力を高くできる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スメクティック液晶と、
該スメクティック液晶中に、液体状態の等方相と液晶状態の液晶相との界面を発生させる界面発生手段と、を備えている
ことを特徴とするスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記スメクティック液晶は、
前記液体状態の等方相と前記液晶状態の液晶相との界面力が７５ｎＮ以上である
ことを特徴とする請求項１記載のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ。
【請求項３】
前記スメクティック液晶が、4-cyano-4’-dodecybiphenylである
ことを特徴とする請求項２記載のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ。
【請求項４】
前記界面発生手段は、
前記スメクティック液晶の界面を移動させる機能を有している
ことを特徴とする請求項１、２または３記載スメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ。
【請求項５】
前記スメクティック液晶に接触した状態で配置される移動部材を備えている
ことを特徴とする請求項４記載のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータに関する。さらに詳しくは、スメクティック液晶と等方相の界面における界面力を利用したマイクロマニピュレータに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
液晶性の物質は、分子が等方（無秩序）となった液体状態（等方相）と、分子が一定の方向に配向した液晶状態（液晶相）を取ることができ、等方相と液晶相とが液晶相とが界面を挟んで同時に存在する状態を取ることができる。かかる界面では、マイクロスケールの物体を液晶相から等方相に排除しようとする力（以下単に界面力という場合がある）が発生する。例えば、ネマティック液晶相と等方相との間に発生する界面力は、ネマティック液晶相領域の分子配向場の乱れから生じ、ネマティック液晶相領域はマイクロスケールの物体を等方相領域へ排除するように働く。
【０００３】
かかるネマティック液晶相と等方相との間に発生する界面力を利用した技術として、特許文献１の技術が開発されている。具体的には、4-pentyl-4’-cyanobiphenyl等のネマティック液晶中に温度勾配を発生させることによって液晶相と等方相の界面（相転移領域）を形成し、ネマティック液晶中の温度勾配を変化させて界面移動させることによって、ネマティック液晶中の物体を相転移領域とともに移動させることができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－７１３００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、生体細胞や微小粒子などの微細物質の精密な操作を行う技術として、ＭＥＭＳを利用した技術が開発されているが、これらの技術でも微細物質の精密な操作には十分とはいえず、より適切に微細物質の精密な操作を行う技術が求められている。
【０００６】
例えば、特許文献１の技術のように液体－液晶間相転移を利用する方法を微細物質の精密な操作に利用することも有力である。しかし、特許文献１に開示されているネマティック液晶は、棒状（あるいは円盤状）の分子が配向秩序を持つが、位置の秩序は持たないという性質を有するので界面力が比較的弱い。より界面力の強いものが得られれば、微細物質の精密な操作する上では好ましい。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、界面力を強くでき微細物質の精密な操作に利用可能であるスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータは、スメクティック液晶と、該スメクティック液晶中に、液体状態の等方相と液晶状態の液晶相との界面を発生させる界面発生手段と、を備えていることを特徴とする。
第２発明のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータは、第１発明において、前記スメクティック液晶は、前記液体状態の等方相と前記液晶状態の液晶相との界面力が７５ｎＮ以上であることを特徴とする。
第３発明のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータは、第２発明において、前記スメクティック液晶が、4-cyano-4’-dodecybiphenylであることを特徴とする。
第４発明のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータは、第１、第２または第３発明において、前記界面発生手段は、前記スメクティック液晶の界面を移動させる機能を有していることを特徴とする。
第５発明のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータは、第４発明において、前記スメクティック液晶に接触した状態で配置される移動部材を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１～第３発明によれば、スメクティック液晶中に等方相と液晶相との界面を発生させれば、その界面によって物体を保持したり移動させたりすることが可能になる。しかも、界面力を大きくできるので、物体を保持したり移動させたりする能力を高くできる。
第４、第５発明によれば、界面を移動させれば移動部材を移動させることができるので、相転移のためのエネルギを運動エネルギとして利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ１の概略説明図であって、（Ａ）はスメクティック液晶Ｓ上に移動部材ＭＰが載せられている状態の概略断面図であり、（Ｂ）は移動部材ＭＰにおける接触面の概略説明図であり、（Ｃ）はスメクティック液晶Ｓ中の温度勾配Ｔｇを示した図である。
界面Ｆを移動させて移動部材ＭＰを移動させる状況の概略説明図である。
他の実施形態のスメクティック液晶を利用したマイクロマニピュレータ１の概略説明図であって、（Ａ）は概略側面図であり、（Ｂ）は界面Ｆによって微粒子が保持された状態の概略説明図であり、（Ｃ）は微粒子が界面Ｆを通過した状態の概略説明図である。
実験装置の概略説明図である。
（Ａ）、（Ｂ）は実施例１（１２ＣＢ）の実験結果を示した図であり、（Ｃ）、（Ｄ）は比較例１（８ＣＢ）の実験結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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