2014 Fiscal Year Annual Research Report
イオノマー膜を有する構造色バルーンの機能化
Publicly Offered Research
| Project Area | Fusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control |
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| Project/Area Number |
25107717
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
東口 顕士 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90376583)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 構造色 / マイクロカプセル / ポリビニルピリジン / pH応答性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロカプセルは直径数μm～数百μm 程度の球殻構造体である。特に球殻の厚みを数百nm にしたものは薄膜干渉で構造色を示すため構造色バルーンと呼ばれる。この系の構造色は、ポリマー膜を介したバルーン内外の溶媒移動による粒径や膜厚制御で変化させられること、光架橋性高分子を用いて光制御出来ることを以前報告している。
本研究ではポリビニルピリジンを球殻部位に有する構造色バルーンのpH変化を検討した。ビニルピリジンとスチレンの3:1ランダムコポリマーを球殻部位の材料として用い、二重懸濁法によりバルーンを調製した。
この構造色バルーンは、サイズや構造色が酸性条件下で大きく変化することを確認した。初期状態のpH7の水はポリマー膜を透過せず、サイズ変化も構造色変化も示さない。ここでpH3のトルエンスルホン酸水溶液を導入すると、序盤は粒径が変化しないにも関わらず構造色が変化した。色調変化の分析から膜厚が厚くなっていることが示唆され、これはポリマーが外部溶液からスルホン酸を取り込むことによって体積そのものが増加しているためであると推測された。時間経過と共に浸透圧由来の加速度的な粒径増大が顕著となり、この時の色調変化の方向からは膜厚が薄くなっていることが確認できた。この時にもポリマーの体積増加自体は起きていると推測されるが、膨張による膜厚減少が優勢になっていると推測された。この酸による膨張中にpH7の水、pH3のトルエンスルホン酸水溶液、と交互に導入したところ、pH変化のタイミングに応じた短い周期でのサイズ変化が確認された。pH7に切り替えることでポリマーの脱プロトン化が起こり、それに伴う溶媒透過性の低下により膨張が停止したと推測された。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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