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光重合による微細構造体の大面積精密制御と光力学機能フィルムの創製

Research Project

Project/Area Number 18J15144
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

相沢 美帆  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords分子配向 / 光機能 / パターニング
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,機能性ソフトマテリアルの作製において重要である分子配向制御に着目し,新たな機能性材料の開発を目的としている。
機能性ソフトマテリアルの作製においては,優れた機能分子の構造設計などの有機合成的なアプローチのみならず,分子配向を制御し機能化する加工プロセスも重要である。しかしながら,配向制御技術の開発は黎明期にあり,選択できる物質群に制約があるなどの課題が残されている。これまでに,多様な物質郡に適用可能な配向法の開発を目指して,物質拡散を利用した新たな分子配向法である「動的光重合」の確立に取り組んできた。本研究では,この研究過程において見出した自己組織的に形成したマイクロスケールの相分離構造体についての配向制御について検討した。本研究により構造体のサイズや形状の精密な制御を行うことで,従来法では作製困難であった複雑な機能を有する大面積高機能フィルムの創製について検討した。
はじめに,サイズ・形状をコントロールした構造体の形成について研究を行った。可動式のフォトマスクを介して光重合を行い作製したフィルムに熱処理を施したところ,一方向に配向した構造体が形成できることを見出した。このとき,試料の架橋剤濃度を変化させることで,構造体の大きさが変化することがわかった。さらに,照射する光の形状や動きの操作が可能なプロジェクターを用いて光重合を行ったところ,光の移動方向に沿った構造体形状の制御に成功した。
次に,作製したフィルムの光機能についてレーザー光を用いて評価した。その結果,構造体は光を回折する機能をもつことを見出した。また,構造体を同心円状に配向させたフィルムが集光機能をもつことがわかり,回折レンズとして働くことを明らかにした。
本手法は光を用いて複雑に配向した構造体を形成できることから,幅広い機能性材料創製に有用であると期待できる。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] McGill大学(カナダ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct fabrication of a q-plate array by scanning wave photopolymerization2019

    • Author(s)
      Aizawa Miho、Ota Megumi、Hisano Kyohei、Akamatsu Norihisa、Sasaki Takeo、Barrett Christopher J.、Shishido Atsushi
    • Journal Title

      Journal of the Optical Society of America B

      Volume: 36 Issue: 5 Pages: D47-D47

    • DOI

      10.1364/josab.36.000d47

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Single-step creation of polarization gratings by scanning wave photopolymerization with unpolarized light2019

    • Author(s)
      Hisano Kyohei、Ota Megumi、Aizawa Miho、Akamatsu Norihisa、Barrett Christopher J.、Shishido Atsushi
    • Journal Title

      Journal of the Optical Society of America B

      Volume: 36 Issue: 5 Pages: D112-D112

    • DOI

      10.1364/josab.36.00d112

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of surface treatment on molecular alignment behavior by scanning wave photopolymerization2019

    • Author(s)
      Ishizu Masaki、Aizawa Miho、Akamatsu Norihisa、Hisano Kyohei、Fujikawa Shigenori、Barrett Christopher J、Shishido Atsushi
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 12 Issue: 4 Pages: 041004-041004

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab040d

    • NAID

      210000135634

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unpolarized light-induced alignment of azobenzene by scanning wave photopolymerization2018

    • Author(s)
      M. Aizawa, K. Hisano, M. Ishizu, N. Akamatsu, C. J. Barrett, A. Shishido
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 50 Issue: 8 Pages: 753-759

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0058-2

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光の動きを利用した高分子構造のホログラムパターン形成2018

    • Author(s)
      相沢 美帆,赤松 範久,宍戸 厚
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的な光照射による高分子構造体の大面積配向制御2018

    • Author(s)
      相沢 美帆,赤松 範久,宍戸 厚
    • Organizer
      第67回高分子討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Book] Molecular Technology, Volume 1: Energy Innovation2018

    • Author(s)
      Miho Aizawa, Christopher J. Barrett, Atsushi Shishido
    • Total Pages
      336
    • Publisher
      Wiley-VCH
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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