2018 Fiscal Year Annual Research Report
Angle-independent and color-tunable structure-color materials based on nanosheet liquid crystals
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16K14095
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中戸 晃之 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (10237315)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 無機ナノシート / 液晶 / 構造色 / リン酸アンチモン / 粘土 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、無機層状結晶を剥離させたナノシートが形成するナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることである。本研究では、ナノシート液晶の相分離を利用して、構造色を発現する液晶相を等方相に内包した構造を形成させ、角度依存のない構造色の実現をめざした。
平成30年度は、前年度に構造色発現を確認した、リン酸アンチモン－粘土2成分系ナノシート液晶の構造色制御因子と角度依存性を調査した。まず、構造色の再現性と安定性を調べたところ、試料調製直後の構造色は再現性を欠き、いずれの試料も経時的な色調変化を示すことがわかった。これは、粘土ナノシート添加による影響ではなく、リン酸アンチモンナノシート液晶自体のもつ性質であった。そこで、単成分系のリン酸アンチモンナノシート液晶の色調安定性を調べたところ、調製直後から数ヶ月程度の時間をかけて、ゆっくりと色調が変化することがわかった。変化の程度は、試料濃度にもよるが、反射スペクトルで見ると50-80 nmの短波長側へのシフトであった。この結果は、リン酸アンチモンナノシートが形成するラメラ液晶の底面間隔が経時的に狭くなることを示しており、長い時間スケールでの相分離が示唆される。一方、構造色の角度依存性は観察されなかった。これは、ナノシート液晶の流動性が高く、液晶ドメインが系内でランダム配向するためであると考えられる。
以上を合わせて、3年間の結果をまとめると、リン酸アンチモンナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることに成功した。特に、粘土ナノシートを混合させる単純な方法により、液晶の基本構造を変えずに周期性のみを変化させ、以て構造色を任意に変調することが可能であった。しかし、長い時間スケールで構造色が安定しない問題が残っており、今後の解明が必要である。
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