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ソフトオパール結晶薄膜とその構造色制御に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560682
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

不動寺 浩  独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主幹研究員 (20354160)

研究分担者 澤田 勉  独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, グループリーダー (40354378)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,880千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 480千円)
2007年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードコロイド結晶 / 構造色 / ブラッグ回折 / 膨潤 / 応力歪み / フォトニック結晶 / 溶解度パラメーター / 粒子配列 / 弾性歪み / チューニング
研究概要

ソフトオパール結晶とは柔軟な機械特性を有するコロイド結晶である。規則配列した単分散粒子とその粒子間をエラストマーで充填した複合材料でもある。薄膜化したソフトオパール結晶を用いた2つの研究成果を報告する。1.膨潤現象に関する基礎・基盤研究:溶解度パラメータが未知のエラストマーの溶解度パラメータを簡便に求める方法を開発した。溶解度パラメータσが既知の溶媒により膨潤時の反射ピークシフト△λを測定する。溶媒20種類ほどにおいて得られたデータをσと△λの関係をプロットした。この結果、△λの極大を与えるσがエラストマーの溶解度パラメータと推測できる。参照としてピークシフト量の代わりに、エラストマーブロックの伸張度(L/LO)変化を調べた。(L/LO)が極大を示すσがエラストマーの溶解度パラメータの値はほぼ一致した。新手法は膨潤平衡までの到達が数秒で達するため,極めて短時間非接触、簡便でといった特長を有する。2.弾性変形による構造色変化:ゴムシート表面にコロイド結晶をコーティングした。コロイド結晶の粒子配列が応力歪みで変化する新材料を開発した。この新材料は"Photonic Rubber sheet"とゴムシートを引き延ばすことで赤色から緑色に可逆的に変色することができる。また、加える応力歪みとブラッグ回折のピーク波長からセンシング材料として応用が期待できる。顕著な成果としてフォトニックラバーシートの成果が米国の物理教科書(Wiley, Fundamental of Physics, 8th Ed.)に可視光のブラッグ回折とその周期構造による変色の事例として掲載された。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) 図書 (5件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Novel coating method for artificial opal films and its process analysis2007

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi
    • 雑誌名

      COLLOIDS AND SURFACES A 311

      ページ: 11-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photonic crystal sensing for components of a liquid mixture with an optical fiber spectrometer2007

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi, SAWADA Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6767

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 変形ひずみにより構造色が変化するエラストマー材料2007

    • 著者名/発表者名
      不動寺浩, 澤田勉
    • 雑誌名

      工業材料 55

      ページ: 81-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel coating method for artificial opal films and its process analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A 311

      ページ: 11-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photonic crystal sensing for components of a liquid mixture with an optical fiber spectrometer2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6767

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic material with tunable structural color by strain deformation2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, SAWADA Tsutomu
    • 雑誌名

      Kougyouzairyou 55

      ページ: 81-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Closely packed colloidal crystal assembled with nano-particles and its application for smart materials with tunable structural color2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 雑誌名

      Nanoparticle Technology Handbook ELSEIVIER

      ページ: 515-520

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photonic clystal sensing for components of a liquid mixtufe with an optical fiber spectrometer2007

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi, SAWADA Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6767

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 変形ひずみにより構造色が変化するエラストマー材料2007

    • 著者名/発表者名
      不動 寺浩、澤田 勉
    • 雑誌名

      工業材料 55

      ページ: 81-84

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Photonic rubber sheets with tunable color by elastic deformation2006

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi
    • 雑誌名

      LANMGUIR 22

      ページ: 1365-11368

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning stop band of soft opal film by deformation for strain sensing applications2006

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi, SAWADA Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6369

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人工オパールの構造色とその応用2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺浩
    • 雑誌名

      セラミックス 41

      ページ: 362-366

    • NAID

      10017414879

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] コロイド粒子の規則配列構造に起因する光学特性とその応用2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺浩
    • 雑誌名

      粉体工学会誌 41

      ページ: 287-294

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photonic rubber sheets with tunable color by elastic deformation2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 雑誌名

      LANMGUIR 22

      ページ: 1365-11368

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tuning stop band of soft opal film by deformation for strain sensing applications2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6369

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural color of synthesis opal and its application2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 雑誌名

      CERAMICS JAPAN 41

      ページ: 362-366

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical properties caused by periodical array structure with colloidal particles and their applications2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 雑誌名

      The powder technology society Japan 41

      ページ: 287-294

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sensing materials using structural color2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 雑誌名

      Development of new functional materials and particle technology, CMC Publishing

      ページ: 236-242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photonic rubber sheets with tunable color by elastic deformation2006

    • 著者名/発表者名
      Fudouzi Hiroshi1, Sawada Tsutomu
    • 雑誌名

      Langmuir 22・3

      ページ: 1365-1368

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Tuning stop band of soft opal film by deformation for strain sensing applications2006

    • 著者名/発表者名
      Fudouzi Hiroshi1, Sawada Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6369

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 人工オパールの構造色とその応用2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺 浩
    • 雑誌名

      セラミックス 41・5

      ページ: 362-366

    • NAID

      10017414879

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] コロイド粒子の規則配列構造に起因する光学特性とその応用2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺 浩
    • 雑誌名

      粉体工学会誌 43・4

      ページ: 287-294

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Biomimetic design of color tunable smart material : Soft opal films assembled with closely packed polystyrene nano-particles and infilled polydimethylsiloxane elastomer2007

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi, SAWADA Tsutomu
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Environmentally Conscious Design
    • 発表場所
      Tokyo, Odaiba
    • 年月日
      2007-12-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Biomimetic design of Color tunable smart material: Soft opal films assembled with closely packed polystyrene nano-particles and infilled polydimethylsiloxane elastomer2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Environmentally Conscious Design
    • 発表場所
      Odaiba, Tokyo
    • 年月日
      2007-12-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 構造色変化による塑性変形の歪み分布のためのコロイドフォトニック結晶薄膜2007

    • 著者名/発表者名
      不動 寺浩、澤田 勉
    • 学会等名
      高分子学会第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋土業大学,名古屋市
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ソフトオパール薄膜の構造色の利用2007

    • 著者名/発表者名
      不動 寺浩、澤田 勉
    • 学会等名
      粉体工学会第43回夏期シンポジウム微粒子集積体の配列構造・自己組織化
    • 発表場所
      関西セミナーハウス,京都市
    • 年月日
      2007-08-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Colloidal photonic crystal films for strain distribution of plastic deformation as change of structural color2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Supermolecules & Assemblies, Chemistry of Functional Materials
    • 発表場所
      Italy, I1 Ciocco, Lucca (Barga)
    • 年月日
      2007-05-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Colloidal photonic crystal Gordonfilms for strain distribution of plastic deformation as change of structural color2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 学会等名
      Research Conference, Supermolecules & Assemblies, Chemistry of Functional Materials
    • 発表場所
      Italy, Il Ciocco, Lucca
    • 年月日
      2007-05-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Colloidal photonic crystal films for straill distribution of plastic defomlation as change of structural color2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 学会等名
      Gordon Research Conerence, Supermolecules&Assemblies, Chemistry of Functional Materials
    • 発表場所
      II Ciocco,Lucca(Barga),Italy
    • 年月日
      2007-05-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Flexible opal films with tunable structural color for sensing applications2006

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi, SAWADA Tsutomu
    • 学会等名
      The 232nd ACS National Meeting, Organic Thin Films for Photonic applications
    • 発表場所
      US, SanFrancisco
    • 年月日
      2006-09-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Flexible opal films with tunable structural color for sensing applications2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 学会等名
      The 232nd ACS National Meeting, Organic Thin Films for Photonic applications
    • 発表場所
      USA, San Francisco, CA
    • 年月日
      2006-09-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] “Closely packed colloidal crystal assembled with nano-particles and its application for smart materials with tunable structural color" in Nanoparticle Technology Handbook2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi(共著)
    • 出版者
      ELSEIVIER
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Closely packed colloidal crystal assembled with nano-particles and its application fof smart materials with tunable structural color, Nanoparticle Technology Handbook2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 出版者
      ELSEIVIER
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] “構造色を利用するセンシング材料"in新機能微粒子材料の開発と微粒子技術2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺 浩(共著)
    • 出版者
      シー・エム・シー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノパーティクルテクノロジーハンドブック (ナノ粒子集積化プロセスによるコロイド結晶と構造色可変材料への応用)2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺 浩
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 新機能微粒子材料の開発と微粒子技術(構造色を利用するセンシング材料)2006

    • 著者名/発表者名
      不動寺 浩
    • 出版者
      シー・エム・シー出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.nims.go.jp/Smart/fpam

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/Smart/fpam

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 人工オパール膜生成装置2008

    • 発明者名
      不動寺浩, 澤田勉, 北村健
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構理事長
    • 産業財産権番号
      2008-076953
    • 出願年月日
      2008-03-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 人工オパール膜生成装置2008

    • 発明者名
      不動 寺浩、澤田 勉、北村 健二
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構理事長
    • 産業財産権番号
      2008-076953
    • 出願年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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