角膜から学ぶ光学的および力学的に高機能な材料の開発

• 研究課題/領域番号: 15H02200
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹岡 敬和 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20303084)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 43,030千円 (直接経費: 33,100千円、間接経費: 9,930千円); 2017年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円); 2016年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円); 2015年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
• キーワード: エラストマー / 高靱性 / 光学的透明性 / 力学的高靱性 / 角膜 / シリカ微粒子 / 構造色 / 構造発色性材料 / 透明 / 高強度 / 複合材料 / 透明材料 / ゲル / 高力学特性

研究成果の概要

エラストマー中へのシリカ微粒子の秩序構造形成に伴い透明化と強靱化を行うことに取り組んだ。粒径の揃ったシリカ微粒子をモノマーに分散させ、その状態で重合を行うことで秩序構造を有する複合エラストマーを調製した。モノマーはdiethylene glycol methyl ether methacrylate(MEO2)を用いた。得られた複合エラストマーに対し、破断するまで引っ張り-応力試験を行ったところ、純粋なMEO2エラストマーと比較してシリカ微粒子を複合することで弾性率とともに伸張率が上昇しており、透明かつタフネスな複合材料の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Bio-inspired Bright Structurally Coloured Colloidal Amorphous Array Enhanced by Controlling Thickness and Black Background (2017)
  • 著者名/発表者名: Masanori Iwata, Midori Teshima, Takahiro Seki, Shinya Yoshioka, Yukikazu Takeoka
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 29 号: 26 ページ: 1605050-1605050
  • DOI: 10.1002/adma.201605050
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photo-tunable Christiansen Colour Filter Using Photoisomerization of Stilbene (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, K., Hara, M., Nagano, S., Seki, T., Takeoka, Y.
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 46 号: 9 ページ: 1386-1389
  • DOI: 10.1246/cl.170603
  • NAID: 130006067880
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural color coating films composed of an amorphous array of colloidal particles via electrophoretic deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Katagiri, Y. Tanaka, K. Uemura, K. Inumaru, T. Seki, Y. Takeoka
  • 雑誌名: NPG Asia Materials 巻: 9 号: 3 ページ: e355-e355
  • DOI: 10.1038/am.2017.13
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 角度依存性のない構造発色性材料 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹岡 敬和
  • 雑誌名: 科学と工業 巻: 1 ページ: 246-251
  • NAID: 130008102524
• [雑誌論文] Thermally Tunable Angle-independent Structurally Coloured Hydrogels (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka, Y., Seki, T., Takeoka, Y.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 号: 51 ページ: 15368-15373
  • DOI: 10.1002/anie.201507503
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of Structurally Colored, Monodisperse Spherical Assemblies Composed of Black and White Colloidal Particles using a Micro Flow-Focusing Device (2015)
  • 著者名/発表者名: Midori Teshima, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shoji Takeuchi, Shinya Yoshioka, Yukikazu Takeoka
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 4 ページ: 769-777
  • DOI: 10.1039/c4tc01929f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile morphological control of fluorescent nano/microstructures via self-assembly and phase separation of trigonal azobenzenes showing aggregation-induced emission enhancement in polymer matrices (2015)
  • 著者名/発表者名: Mina Han, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 16 ページ: 4093-4098
  • DOI: 10.1039/c5tc00462d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fusion Materials for Biomimetic Structurally Colored Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka
  • 雑誌名: Polymer Journal 巻: 47 号: 2 ページ: 106-113
  • DOI: 10.1038/pj.2014.125
  • 査読あり
• [雑誌論文] 白い粒子と黒い粒子からカラフルな色をつくる (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹岡 敬和
  • 雑誌名: 塗装工学 巻: 50 ページ: 76-83
  • NAID: 40020400015
• [雑誌論文] コロイド粒子集合体と光との相互作用～角膜から学ぶ角度依存性の少ない構造発色性材料の構築～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹岡 敬和
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 68 ページ: 502-504
• [学会発表] Angle-independent structural colored materials (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukikazu Takeoka
  • 学会等名: Elsevier special symposium I: Nanoscience for Photochemistry
  • 発表場所: The University of Tokyo
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Producing Coloured Materials with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukikazu Takeoka
  • 学会等名: KJJS2016
  • 発表場所: 韓国 光州 光州科学技術院（GIST）
  • 年月日: 2016-08-30
  • 国際学会
• [図書] 高分子微粒子ハンドブック (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 総ページ数: 316
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781312538
• [図書] Photonic Materials for Sensing, Biosensing, and Display devices (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, Y.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Springer
• [図書] ヘルスケアを支えるバイオ計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, Y.
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: CMC
• [図書] ソフトアクチュエータの材料開発とロボット・デバイスへの応用技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, Y.
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: S&T
• [備考] 名古屋大学大学院 工学研究科 竹岡グループ
  • URL: http://ytakeoka.xcience.jp
• [備考] 名古屋大学大学院工学研究科 竹岡グループ
  • URL: http://ytakeoka.xcience.jp