ソフトマテリアルを用いた自律応答型アクチュエーターの開発

• Project/Area Number: 17040019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 竹岡 敬和 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20303084)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥6,100,000 (Direct Cost: ¥6,100,000); Fiscal Year 2006: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: BZ反応 / 蠕動運動 / コロイド結晶 / 構造色 / ゲル / 非線形化学反応 / ソフトマテリアル

Research Abstract

本研究では、シリカコロイド結晶を鋳型に用いて得られる構造色を示すゲルにルテニウム錯体を導入したゲルを調製し、BZ反応という非線形化学反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアルの周期や蠕動運動時の膜厚変化を分光学的に調査できるシステムの開発に取り組んできた。最近の研究結果から、BZ反応に連動して蠕動運動をしているゲルに特定の波長の光を照射すると、その光量に応じて蠕動運動の振幅や周期が変化することが分かった。また、光の照射形状によって、蠕動運動のする部分め形状や蠕動運動の方向も制御できることが分かってきた。
平成17年度
BZ反応という非線形化学反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアルの開発に成功した。また、本ソフトマテリアルは温度変化に応じて、その蠕動運動の周期を変化させることがわかった。
本内容は、Nature Materials誌の紹介記事に取り上げられた。
平成18年度
平成17年度までに開発した"BZ反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアル"の動きを光の照射によって、その周期性、運動の方向、運動部位などを制御することに成功した。精置状況下では、ランダムな動きを示すBZ反応に連動したゲルの動きを、BZ反応の触媒として働くルテニウム錯体が強く吸収する光(450nm)を照射することで、その反応の抑制とともに、ゲルの動きにも影響を与えられることを明らかにした。本ゲルは、BZ反応以外の非線形化学反応とも連動した系を調製できるのでその応用範囲は広い。

Research Products

• [Journal Article] Thermally-Adjustable Multicolor Photochromic Hydrogel (2007)
  • Author(s): Matsubara, K., Watanabe, M., Takeoka, Y.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. 46 Pages: 1688-1692
• [Journal Article] 二段階鋳型重合法を用いた温度応答型ゲル微粒子単層組織化膜の作製 (2007)
  • Author(s): 酒井崇匡, 竹岡敬和, 関 隆広, 吉田 亮
  • Journal Title: 高分子論文集 64 Pages: 45-49
  • NAID: 10018503177
• [Journal Article] ゲルの体積相転移 (2007)
  • Author(s): 永山國昭, 竹岡敬和
  • Journal Title: 高分子 56 Pages: 26-27
• [Journal Article] Visualizing Conformations of Subchains by Creating Optical Wavelength-Sized Periodically Ordered Structure in Hydrogel (2006)
  • Author(s): Takeoka Y., Seki, T.
  • Journal Title: Langmuir 22 Pages: 10223-10232
• [Journal Article] Preparations and optical properties of ordered arrays of submicron gel particles : Interconnected state and trapped state (2006)
  • Author(s): Kumoda, M., Watanabe, M., Takeoka, Y.
  • Journal Title: Langmuir 22 Pages: 4403-4407
• [Journal Article] Preparations and Optical Properties of Ordered Arrays of Submicron Gel Particles : Interconnected State and Trapped State (2006)
  • Author(s): Kumoda, M., Watanabe, M., Takeoka, Y.
  • Journal Title: Langmuir (印刷中)
• [Journal Article] コロイド結晶をテンプレートとした構造色ゲルの作製とセンサーデバイスへの応用 (2006)
  • Author(s): 竹岡敬和
  • Journal Title: ポリマーフロンティア21 (印刷中)
• [Journal Article] ゲル微粒子集積体の構築とその光学的挙動 (2006)
  • Author(s): 竹岡敬和
  • Journal Title: ケミカルエンジニアリング (印刷中)
• [Journal Article] 構造色ゲル (2005)
  • Author(s): 竹岡敬和
  • Journal Title: 高分子 54 Pages: 258-263
  • NAID: 10015580016
• [Journal Article] 構造色を示すゲル〜鋳型を用いたゲルの機能化〜 (2005)
  • Author(s): 竹岡敬和
  • Journal Title: 現代化学 412 Pages: 24-31
  • NAID: 40006811751
• [Journal Article] 発色性ゲルから観測される色の制御 (2005)
  • Author(s): 竹岡敬和
  • Journal Title: 化学工業 10 Pages: 53-57
• [Journal Article] Electro- and Thermo- chromic Hydrogel as Full-color Indicator
  • Author(s): Ueno, K., Matsubara, K., Watanabe M., Takeoka, Y.
  • Journal Title: Adv. Mater (印刷中)
• [Book] 自然に学ぶ材料プロセッシング (2007)
  • Author(s): 竹岡敬和他
  • Total Pages: 370
  • Publisher: 三共出版
• [Book] 新規クロミック材料の最新技術 (2005)
  • Author(s): 竹岡敬和
  • Publisher: シーエムシー出版