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2015 Fiscal Year Research-status Report

生物の持つフォトニック結晶構造の配向特性

Research Project

Project/Area Number 26400432
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

吉岡 伸也  東京理科大学, 理工学部, 准教授 (90324863)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords構造色 / フォトニック結晶
Outline of Annual Research Achievements

フォトニック結晶を利用して構造色を生み出す昆虫にはチョウとゾウムシの仲間がよく知られている。チョウの場合には翅の上に並んだ鱗粉の下部にクチクラを材質とした複雑なネットワーク構造が存在し、その形状はジャイロイド型であることわかっている。一方、ゾウムシの鞘翅を飾る鱗片の内部には、類似したネットワーク構造が存在していることが知られている。その構造はダイヤモンド型のフォトニック結晶構造であると言われているが、チョウに比べると十分な確証が得られていない状況である。そこで前年度のチョウに関する研究をさらに発展させるべく、今年度はいくつかのゾウムシを対象に研究を進展させた。まず初めに偏光顕微鏡下を用いて予備的な観察を行った。その結果、いくつかのゾウムシの鱗片は互いに異なる反射模様を持つことが分かった。ある種類では鱗片があたかもステンドグラスのように、色と明るさの異なるパッチ状に分かれている様子が観察された。これは、フォトニック結晶が複数のドメインに分かれており、その配向が乱れていると考えると説明ができる。一方、別の種類では鱗片はほぼ一様な色として観察され、前述の種類とは異なる配向特性を持っていると推測される。これらのことを確かめるため、収束イオンビームを用いたミリングにより表層のクチクラ層を削り、内部にあるフォトニック結晶の表面構造を直接観測することを試みた。その結果、異なる反射模様が見られた二種類においては、光学顕微鏡の観察結果に対応して、配向特性が異なることが確かめられた。また、簡単な解析を行ったところ、観察された網目構造はダイヤモンド型を仮定したフォトニック結晶構造とは矛盾しないことがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

前年度のチョウに続いて、今年度は対象をゾウムシに拡大し研究を行った。これは当初の計画通りであり、その成果も着実に得られている。以上のことから研究はおおむね順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

これまで得られた成果の一般性を確かめるため、今後も計画通りに研究を遂行していく。

Causes of Carryover

二回目の収束イオンビームを用いた実験を十分な準備期間を取ってから行うことにしたため、そのための予算を次年度に用いることになった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

収束イオンビームを用いる実験を次年度も繰り返し行い研究を遂行していく。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 生物が持つ多層膜構造と構造色2016

    • Author(s)
      吉岡伸也
    • Journal Title

      色材協会誌

      Volume: 89 Pages: 54-58

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多様な微細構造を利用する自然界の構造色2015

    • Author(s)
      吉岡伸也
    • Journal Title

      日本材料科学会誌 材料の科学と工学

      Volume: 52 Pages: 56-59

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 昆虫の表面構造における「いい加減さ」2016

    • Author(s)
      吉岡伸也
    • Organizer
      生物規範工学/JAMSTEC 公開ジョイントシンポジウム
    • Place of Presentation
      沖縄県市町村自治会館
    • Year and Date
      2016-03-04 – 2016-03-04
  • [Presentation] 生物の構造色とその光学効果2015

    • Author(s)
      吉岡伸也
    • Organizer
      生物物理学会第53回年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15

URL: 

Published: 2017-01-06  

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