2005 Fiscal Year Annual Research Report
周期構造を有するゲルの特異的光反射挙動の解明と新規フォトニックデバイスの構築
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17685023
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹岡 敬和 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20303084)
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| Keywords | ゲル / コロイド結晶 / 構造色 |
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| Research Abstract |
これまで、粒径の揃ったサブマイクロメーターの球状シリカ球から形成される最密充填型コロイド結晶(以下コロイド結晶とする)を鋳型に用いてゲルを調製し、その後、シリカ成分をエッチングすると、コロイド結晶の構造を象った周期的に繋がった細孔を有するゲルが得られることを報告してきた。そのゲルは、従来のゲルに比べて、膨潤収縮の体積変化速度が千倍以上速い高速応答を示すことがわかった。また、屈折率が可視光のスケールで周期的に変化することから、特定の波長の可視光を反射するため、その構造に基づく発色(構造色)が観測されることを明らかにしてきた。さらに、ゲルの膨潤度の変化に伴って、その周期性も変わることから、構造色にも変化を来すことを見出した。
その後、特定のアルカリイオンおよびグルコースの濃度を検知して、任意の構造色を示すゲルについても開発することができた。例えば、グルコース応答性ゲルは、そのモノマー濃度、架橋剤濃度などをゲル化溶液の段階で調節することで、特定のグルコース濃度にて望みの膨潤度を示すゲルを作ることができる。そこで、糖尿病の診断基準となる濃度に沿って、低濃度(健康な状態)では緑色、境界領域(血中濃度で7.8mM〜11mMが境界領域)で黄色、危険領域(糖尿病)で赤色を示す信号型グルコースセンサーゲルの開発に成功した。現在は、他の物理的、化学的、および生物的刺激に応答して色、もしくは特定の波長の光の反射強度を変化させるソフトマテリアルの構築に取り組んでいる。
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Research Products
(7 results)
