Angle-independent and color-tunable structure-color materials based on nanosheet liquid crystals

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14095
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Inorganic industrial materials
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: Nakato Teruyuki 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (10237315)
• Research Collaborator: MOURI Emiko ; FUJIMORI Hakuto ; FUKUMOTO Takashi
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 無機ナノシート / コロイド / 液晶 / 構造色 / ニオブ酸 / リン酸アンチモン / 粘土 / 光ピンセット

Outline of Final Research Achievements

Colloidal liquid crystals of inorganic nanosheets prepared by exfoliation of layered crystals were applied to structural color materials that show angle-independent and variable colors. Liquid crystals of niobate and antimony phosphate nanosheets were found to show angle-independent structural colors. For antimony phosphate nanosheet liquid crystals, structural color was altered by adding clay nanosheets to the colloids. The color was dependent of the concentrations of both the nanosheets. In addition, during these investigations, we developed direct real-space observation of individual colloidal nanosheets by combining optical microscope and optical tweezers.

Free Research Field

無機材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無機ナノシートは、キャパシタ、トランジスタ、ELなど様々な材料への応用が期待されている。構造色材料も期待される応用の一つで、無機ナノシートをコロイド液晶として用いることで、角度依存性の解消や色可変性の付与といった特性をもつ新たな構造色材料の開発につながる。本研究は、そのような材料をめざす基礎研究であり、無機ナノシート液晶に角度依存性がなく色可変な構造色を発現させられることを明らかにした。また、研究の過程で開発した、コロイド中の無機ナノシートを光学顕微鏡で直接観察する技術は、今後、無機ナノシートに関するあらゆる研究で利用されるであろう重要な基盤技術である。