Elucidation of flow-induced single crystallization of colloidal particles and its applications

• Project/Area Number: 25289237
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Composite materials/Surface and interface engineering
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: Kanai Toshimitsu 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10442948)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2013: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
• Keywords: コロイド結晶 / 自己組織化 / フォトニック結晶

Outline of Final Research Achievements

We set up the observation system for the movement of colloidal particles in water in order to elucidate the mechanism of the flow-induced single crystallization of colloids. We also tried to prepare monodisperse oil droplets and bubbles with submicron size through microfluidic devices. In addition, we examined control of the tuning property and enhancement of the sensitivity of the gel films containing single-crystal-like colloidal crystals prepared by the flow-induced method.

Research Products

• [Journal Article] Microfluidic devices fabricated using stereolithography for the preparation of monodisperse double emulsions (2016)
  • Author(s): T. Kanai, M. Tsuchiya
  • Journal Title: Chemical Engineering Journal Volume: 290 Pages: 400-404
  • DOI: 10.1016/j.cej.2016.01.064
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spectral Tuning of Gel-Immobilized Colloidal Photonic Crystals (2015)
  • Author(s): 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • Journal Title: KOBUNSHI RONBUNSHU Volume: 72 Issue: 10 Pages: 582-589
  • DOI: 10.1295/koron.2015-0034
  • NAID: 130005104176
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] コロイドフォトニック結晶を用いた紫外線遮蔽剤の開発 (2015)
  • Author(s): 大木智未、金井俊光
  • Journal Title: Fragrance Journal Volume: 43
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Tunable Properties of Colloidal Photonic Crystals Immobilized in Copolymer Hydrogels in Mixed Solvent (2015)
  • Author(s): 矢野弘樹、杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • Journal Title: KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU Volume: 41 Issue: 1 Pages: 43-47
  • DOI: 10.1252/kakoronbunshu.41.43
  • NAID: 130004855804
  • ISSN: 0386-216X, 1349-9203
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 光造形法による3次元マイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製 (2015)
  • Author(s): 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • Journal Title: 紛体工学会誌 Volume: 52 Pages: 17-24
  • NAID: 130004856083
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Surface Treatment of Flow Channels in Microfluidic Devices Fabricated by Stereolithography (2014)
  • Author(s): K. Ohtani, M. Tsuchiya, H. Sugiyama, T. Katakura, M. Hayakawa, T. Kanai
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 63 Issue: 1 Pages: 93-96
  • DOI: 10.5650/jos.ess13132
  • NAID: 130004800082
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Linear thermosensitivity of gel-immobilized tunable colloidal photonic crystals (2013)
  • Author(s): H. Sugiyama, T. Sawada, H. Yano, T. Kanai
  • Journal Title: Journal of Materials Chemistry C Volume: 1 Issue: 38 Pages: 6103-6106
  • DOI: 10.1039/c3tc30736k
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fabrication of monodisperse microbubbles using glass capillary microfluidic devices (2015)
  • Author(s): A. Matsuo, T. Kanai
  • Organizer: Pacifichem
  • Place of Presentation: Hawaii
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tunable colloidal photonic crystals immobilized in soft hydrogels (2015)
  • Author(s): Y. Naoi, T. Sawada, T. Kanai
  • Organizer: Pacifichem
  • Place of Presentation: Hawaii
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製 (2015)
  • Author(s): 松尾綾、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会群馬大会
  • Place of Presentation: 桐生市市民文化会館
  • Year and Date: 2015-11-27
• [Presentation] 圧縮によるゲル固定コロイドフォトニック結晶のストップバンド波長制御 (2015)
  • Author(s): 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会群馬大会
  • Place of Presentation: 桐生市市民文化会館
  • Year and Date: 2015-11-27
• [Presentation] ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製 (2015)
  • Author(s): 松尾綾、金井俊光
  • Organizer: CSJ化学フェスタ
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
  • Year and Date: 2015-10-13
• [Presentation] ゲル固定チューナブルコロイドフォトニック結晶の異方的収縮を利用した高感度化 (2015)
  • Author(s): 矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: CSJ化学フェスタ
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
  • Year and Date: 2015-10-13
• [Presentation] ゲル固定コロイドフォトニック結晶の広範囲にわたる線形的なストップバンドチューニング (2015)
  • Author(s): 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: CSJ化学フェスタ
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
  • Year and Date: 2015-10-13
• [Presentation] イオン液体含有ゲル固定コロイドフォトニック結晶のスペクトルチューニング (2015)
  • Author(s): 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: 高分子学会 高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] ガラスキャピラリー型マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製 (2015)
  • Author(s): 松尾綾、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会第80年会
  • Place of Presentation: 芝浦工業大学
  • Year and Date: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [Presentation] コロイドフォトニック結晶の光学ストップバンドを利用した新規紫外線遮蔽剤の開発 (2015)
  • Author(s): 大木智未、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会第80年会
  • Place of Presentation: 芝浦工業大学
  • Year and Date: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [Presentation] 単分散高次エマルション作製に向けた光造形法による３次元マイクロ流体デバイスの作製 (2014)
  • Author(s): 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会新潟大会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [Presentation] 異方的収縮を利用したチューナブルコロイドフォトニック結晶ゲルの高感度化 (2014)
  • Author(s): 矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会新潟大会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [Presentation] N-イソプロピルアクリルアミドおよびN-メチロールアクリルアミドからなる共重合ゲルにより固定したコロイドフォトニック結晶の水－エタノール混合溶媒でのチューニング特性 (2014)
  • Author(s): 矢野弘樹、杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 東京理科大学
  • Year and Date: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [Presentation] 光造形法によるマイクロ流体デバイスの表面処理と単分散高次エマルションの作製 (2014)
  • Author(s): 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • Organizer: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 東京理科大学
  • Year and Date: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [Presentation] 光造形法により作製した３次元マイクロ流体デバイスによる高単分散ダブルエマルションの作製 (2014)
  • Author(s): 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • Organizer: 第50回粉体工学会夏期シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪アカデミア
  • Year and Date: 2014-08-06 – 2014-08-07
• [Presentation] Preparation of monodisperse double emulsions in 3D microfluidic devices fabricated by stereolithography (2014)
  • Author(s): Masaki Tsuchiya, Toru Katakura, Toshimitsu Kanai
  • Organizer: NIMS Conference 2014
  • Place of Presentation: Tsukuba
  • Year and Date: 2014-07-01 – 2014-07-03
• [Presentation] Control of thermosensitivity of gel-immobilized tunable colloidal photonic crystals (2014)
  • Author(s): Hitomi Sugiyama, Tsutomu Sawada, Toshimitsu Kanai
  • Organizer: NIMS Conference 2014
  • Place of Presentation: Tsukuba
  • Year and Date: 2014-07-01 – 2014-07-03
• [Presentation] Preparation of monodisperse double emulsions in microfluidic devices fabricated by stereolithography (2014)
  • Author(s): M. Tsuchiya, T. Katakura, T. Kanai
  • Organizer: MRS Spring Meatings & Exhibits
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
• [Presentation] 光造形法による3次元マイクロ流体デバイスを用いた単分散ダブルエマルションの作製 (2014)
  • Author(s): 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会第79年会
  • Place of Presentation: 岐阜大学
• [Presentation] 光造形法による3次元マイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製 (2013)
  • Author(s): 土屋雅季、大谷加奈子、片倉亨、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会第19回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 桐生市市民文化会館
• [Presentation] 温度応答性コロイドフォトニック結晶ゲルのチューニング特性制御 (2013)
  • Author(s): 杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 光造形法によるマイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製 (2013)
  • Author(s): 土屋雅季、大谷加奈子、片倉亨、金井俊光
  • Organizer: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 線形的な温度応答性を示すチューナブルコロイドフォトニック結晶ゲルの作製 (2013)
  • Author(s): 杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • Organizer: 化学工学会盛岡大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Book] Organic and Hybrid Photonic Crystals, Chapter 19, Gel-immobilized colloidal photonic crystals with tunable properties (2015)
  • Author(s): T. Kanai
  • Total Pages: 20
  • Publisher: Springer
• [Book] Responsive Photonic Nanostructures, Chapter 6: Tunable Colloidal Crystals Immobilized in Soft Hydrogels, Responsive Photonic Nanostructures (2013)
  • Author(s): T. Kanai
  • Total Pages: 30
  • Publisher: RSC Publishing
• [Patent(Industrial Property Rights)] 紫外線反射材及びそれを用いた化粧材 (2014)
  • Inventor(s): 金井俊光、大木智未
  • Industrial Property Rights Holder: 横浜国立大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-216596
  • Filing Date: 2014-10-23