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2013 Fiscal Year Final Research Report

Artificial opal films for smart materials from Structural color to Photonic crystals

Research Project

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Project/Area Number 23360313
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

FUDOUZI HIROSHI  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニックス材料ユニット, 主幹研究員 (20354160)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 澤田 勉  物質・材料研究機構, 先端フォトニックス材料ユニット, グループリーダー (40354378)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) 古海 誓一  物質・材料研究機構, 先端フォトニックス材料ユニット, 主幹研究員 (30391220)
田中 義和  広島大学, 工学系研究科(研究院), 助教 (00335704)
百武 壮  土木研究所, 材料資源研究グループ(新材料), 研究員 (30468871)
Research Collaborator KOHOUTEK Tomas  University of Pardubice, Department of General and Inorganic Chemistry, 博士研究員
BARDOSOVA Maria  University College Cork Ireland, Tyndall National Institute, 研究職員
BRUSH Lucien  University of Washington, Materials Science and Engineering, 准教授
ERDAL Serap  University of Illinois at Chicago, Environmental & Occupational Health Sciences, 准教授
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsオパール薄膜 / コロイド結晶 / フォトニック結晶 / 構造色 / スマート材料 / 歪み可視化 / 成膜プロセス / ブラッグ回折
Research Abstract

We have developed coating high quality opal crystal films, and investigated their potential engineering applications. By controlled growth for colloidal crystallization, it was possible to fabricate 300 square centimeter opal films with uniform thickness, ten micron meter or less, and high crystal quality. In the project, we have demonstrates the opal photonic crystal films are applied for following prospective applications. (1) Strain imaging for plastic deformation metal plate. Structure color change of opal film enables to detect strain of metal by naked eyes. (2) 1D photonic crystal film made of high refractive index material. A chalcogenide glass with inverse opal structure film was coated for cm scale area by a new process. (3) A new chemical sensing material for environmental research field. To detect a small mount of benzene in pure water (0.18mg/ml).

  • Research Products

    (24 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) Book (3 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Large-area inverse opal structures in a bulk chalcogenide glass by spin-coating and thin-film transfer2013

    • Author(s)
      T. Kohoutek, J. Orava, L. Strizik, T. Wagner, A. L. Greer, M. Bardosova, H. Fudouzi
    • Journal Title

      Optical Materials

      Volume: Vol.36, No.2 Pages: 390-395

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2013.09.026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属の歪みを色変化として可視化する技術2013

    • Author(s)
      不動寺 浩, 澤田 勉, 田中 義和, 有尾 一郎, 百武 荘, 西崎 到
    • Volume
      Vol.18, No.9
    • Pages
      26-30
    • URL

      http://www.nikko-pb.co.jp/

  • [Journal Article] 高品質なオパールフォトニック結晶フィルムの製膜プロセス2013

    • Author(s)
      不動寺 浩, 加藤 一郎, 澤田 勉
    • Journal Title

      ケミカルエンジニアリング

      Volume: Vol.58, No.10 Pages: 46-54

    • URL

      http://www.kako-sha.co.jp/

  • [Journal Article] Dynamic photoswitching of micropatterned lasing in colloidal crystals by the photochromic reaction2012

    • Author(s)
      S. Furumi, H. Fudouzi, T. Sawada
    • Journal Title

      J. Mater. Chem

      Volume: Vol.22, No.40 Pages: 21519-21528

    • DOI

      10.1039/C2JM34747D

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Smart photonic coating as a new visualization technique of strain deformation of metal plates2012

    • Author(s)
      H. Fudouzi, T. Sawada, Y. Tanaka, I. Ario, T. Hyakutake, I. Nishizaki
    • Journal Title

      Smart Structures/NDE Proc. SPIE

      Volume: Vol.8345 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1117/12.914689

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tunable structural color in organisms and photonic materials for design of bioinspired materials2011

    • Author(s)
      H. Fudouzi
    • Journal Title

      Sci. Tech. Adv. Mat

      Volume: Vol.12, No.6 Pages: 064704-1-7

    • DOI

      10.1088/1468-6996/12/6/064704

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] コロイド粒子が自己集積によって形成する3 次元配列構造とそのフォトニック応用2011

    • Author(s)
      不動寺 浩
    • Journal Title

      化学工学

      Volume: Vol.75, No.5 Pages: 312-315

    • URL

      http://www.scej.org/rn3/publication/kaishi/backnumber/bn7505.html

  • [Presentation] フォトニックラバーシート : 成膜プロセスとメカノクロミック特性2013

    • Author(s)
      不動寺浩, 澤田勉
    • 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 御器所キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-20
  • [Presentation] A mechanism of crystal growth of opal films under silicone liquid layer2013

    • Author(s)
      H. Fudouzi, T. Sawada, I. Kato, Lucien Brush
    • Organizer
      The 13th European Conference on Organised Films (ECOF13)
    • Place of Presentation
      Cork, Ireland
    • Year and Date
      2013-07-11
  • [Presentation] Coating high quality opal film on PET sheet for smart structure applications2013

    • Author(s)
      H. Fudouzi
    • Organizer
      Roll-to-Roll Technique Workshop
    • Place of Presentation
      Cork, Ireland
    • Year and Date
      2013-07-08
  • [Presentation] オパール薄膜の構造色変化を応用した金属の塑性変形の歪み可視化技術2012

    • Author(s)
      不動寺 浩, 澤田 勉
    • Organizer
      第13回構造色シンポジウム
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス
    • Year and Date
      2012-11-10
  • [Presentation] インフラストラクチャーヘルスモニタリングのための構造色歪みゲージ2012

    • Author(s)
      不動寺 浩, 澤田 勉, 田中 義和, 有尾 一郎, 百武 壮, 西崎 到
    • Organizer
      第21回ポリマー材料フォーラム
    • Place of Presentation
      北九州国際展示場
    • Year and Date
      2012-11-01
  • [Presentation] チューナブル構造色を有するオパールフォトニック結晶薄膜2012

    • Author(s)
      不動寺 浩
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会アドバンスト・テクノロジー・プログラム
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] Microstructure controlled advanced materials using templates of elastic silicone elastomer molds and colloidal crystals2012

    • Author(s)
      H. Fudouzi
    • Organizer
      International Symposium on Ceramics Nanotune Technology
    • Place of Presentation
      名古屋貿易産業センター
    • Year and Date
      2012-03-09
  • [Presentation] 高品質オパール結晶薄膜の連続成膜プロセス2011

    • Author(s)
      不動寺 浩, 澤田 勉
    • Organizer
      第12回構造色シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2011-11-19
  • [Presentation] 結晶成長制御したオパール薄膜の連続成膜プロセス2011

    • Author(s)
      不動寺 浩, 澤田 勉, 加藤 一郎, Lucien Brush
    • Organizer
      第41回結晶成長国内会議
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2011-11-04
  • [Book] Opal photonic crystal films with tunable structural color(in Responsive Photonic Nanostructures : Smart Nanoscale Optical Materials edited by Yadong Yin)2013

    • Author(s)
      H. Fudouzi
    • Total Pages
      44-62
    • Publisher
      RSC Publishing
  • [Book] コロイド粒子の規則配列構造を有するハイブリッド材料とそのスマート機能の工学応用, 学振第133委員会 50周年記念「材料研究の最前線=材料の微細組織と機能性=」2013

    • Author(s)
      不動寺 浩
    • Total Pages
      77-82
    • Publisher
      日本学術振興会
  • [Book] Tunable structural color in colloidal photonic crystals (in Biomimetic Photonics edited by Olaf Karthaus)2012

    • Author(s)
      H. Fudouzi, T. Sawada
    • Total Pages
      141-155
    • Publisher
      CRC press
  • [Remarks] NIMS の研究者情報データベース

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/FUDOUZI_Hiroshi-j.html

  • [Remarks] 最新研究映像NIMS の力9(2014.02.12公開)

    • URL

      http://www.nims.go.jp/publicity/digital/movie/mov140212.html

  • [Remarks] 新聞記事塑性変形による歪み構造色で可視化化学工業日報, 2012年10月25日(3面)

  • [Patent(Industrial Property Rights)] コロイド結晶膜を製造する方法およびその装置2013

    • Inventor(s)
      不動寺浩, 加藤一郎, 澤田勉
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-131617
    • Filing Date
      2013-06-24
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 引張応力により構造色が変化する周期構造を有する弾性体材料2011

    • Inventor(s)
      不動寺浩, 澤田勉
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2011-165348
    • Filing Date
      2011-07-28

URL: 

Published: 2015-06-25  

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