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

2014 Fiscal Year Annual Research 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)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: サーモクロミズム / 教材 / 金属錯体 / 固体アルコール

Outline of Annual Research Achievements

１、昨年度に引き続き不可逆的な感温変色剤の開発を目指した。今年度は、着色剤として配位水を離脱しやすい金属錯体（紫色の八面体型六配位錯体、[Ni(H2O)2(N-N)2]X2 (N-N = N-置換エチレンジアミン; X = NO3 or ClO4)）と変色剤として固体アルコールの系について検討した。開放系では、これらの錯体はN-N及びXの種類によって40～120℃で脱水し、黄～橙色に変化する。ここに低融点固体アルコールを共存させ、そのアクセプター性を利用すれば、変色温度を下げることが期待できる。すなわち、両者をシール状に密閉したとき、アルコール類は融解と同時に水分子の引き抜き剤（脱水剤）として機能するため、配位水離脱反応を促進させる効果がある。３種類の硝酸塩錯体と２種類のアルコールとの組み合わせで検討した結果、固体アルコールの融点付近では目的の変色は確認できなかった。
２、着色剤として、ヘキサメチレンテトラミンを含む錯体（MX2(hmta)2・nH2O；　M=Co(III) or Ni(II), X=Br- or NO3-, n=6 or 9）についても検討した。上記１と同様に、変色剤として固体アルコールを加え、配位水離脱による変色を期待した。４種類の錯体と２種類のアルコールとの組み合わせで検討した結果、固体アルコールの融点付近での目的の変色は認められなかった。
３、教材として展開するためにシール状にする場合、水の蒸発が抑えられ、変色温度が高くなることは当初より予想されていたが、上記１及び２の結果はそれを裏付けるものとなった。今後は、よりアルコールとの親和性の高く、低融点の変色剤を選定する必要がある。