児童・生徒も自作可能で変色温度を任意に設定できる感温変色教材の開発

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24501047
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 井原 良訓 金沢大学, 学校教育系, 教授 (70115210)
• Keywords: サーモクロミズム / 教材 / 金属錯体 / 固体アルコール / 脂肪酸

Research Abstract

着色剤として、塩化銅・２水和物や硝酸ニッケル・６水和物などの市販の塩や、申請者らが開発したソルヴァトクロミズムを示す混合キレート錯体、[Ni(acac)(tetmen)]B(C6H5)4　(acac=アセチルアセトン,tetmen=N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン)や同型のCu(II)錯体（例えば、Polyhedron,17,3247-3253(1998).）について検討した。CoCl2・6H2Oが利用できない60℃以上の高温部でも有効となる。
赤色のNi(II)錯体や赤紫色のCu(II)錯体はエタノールなどに溶解して、それぞれ黄緑色や緑青色の溶液になることを確認している。そこで、変色剤として融点が60～100℃の範囲にある固体アルコール、脂肪酸やアミド類を用いた。
固体アルコールとの系では、融点での変色は起こらず、目的のソルヴァトクロミズムは認められなかった。一方、ラウリン酸との系では、配位子置換によると思われる不可逆的な変色が認められたが、色変化が明瞭でなく、サーモクロミック材料としては不適当であると判断した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

２５年度の研究計画に掲げた項目については概ね検討を終了した。残念ながら、６０℃以上の高温部もカバーできる反応系の開発には、現在のところ至っていない。しかしながら、昨年度に開発した塩化コバルトの系での成功もあり、３年間の研究計画のうち、２年が経過した時点での評価では、概ね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

恒温浴中に浸すなどして変色温度、呈色・変色の明瞭性、融解後の混合物の状態を評価し、着色剤と変色剤の混合モル比を決める。良好な結果が得られた系については、均質に薄膜状に塗布して樹脂のフィルムで挟む方法（ラミレート）でシート状とする。
可逆的シリーズの場合、加熱による融解と冷却による凝固の繰返しの使用に耐えるには、均一性を保つことが重要である。不織布、高吸水性樹脂、ゼラチン等に塗布したり、ペースト状あるいは錠剤成型する等の工夫をする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

初年度（２４年度）に購入した試薬類や実験機材の一部を今年度も有効利用できたため、当初見込んだ消耗品を補充する必要がなかったため。
次年度使用額については、主に物品費や旅費に充当する。