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光重合による微細構造体の大面積精密制御と光力学機能フィルムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 18J15144
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能物性化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

相沢 美帆  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード分子配向 / 光機能 / パターニング
研究実績の概要

本研究は,機能性ソフトマテリアルの作製において重要である分子配向制御に着目し,新たな機能性材料の開発を目的としている。
機能性ソフトマテリアルの作製においては,優れた機能分子の構造設計などの有機合成的なアプローチのみならず,分子配向を制御し機能化する加工プロセスも重要である。しかしながら,配向制御技術の開発は黎明期にあり,選択できる物質群に制約があるなどの課題が残されている。これまでに,多様な物質郡に適用可能な配向法の開発を目指して,物質拡散を利用した新たな分子配向法である「動的光重合」の確立に取り組んできた。本研究では,この研究過程において見出した自己組織的に形成したマイクロスケールの相分離構造体についての配向制御について検討した。本研究により構造体のサイズや形状の精密な制御を行うことで,従来法では作製困難であった複雑な機能を有する大面積高機能フィルムの創製について検討した。
はじめに,サイズ・形状をコントロールした構造体の形成について研究を行った。可動式のフォトマスクを介して光重合を行い作製したフィルムに熱処理を施したところ,一方向に配向した構造体が形成できることを見出した。このとき,試料の架橋剤濃度を変化させることで,構造体の大きさが変化することがわかった。さらに,照射する光の形状や動きの操作が可能なプロジェクターを用いて光重合を行ったところ,光の移動方向に沿った構造体形状の制御に成功した。
次に,作製したフィルムの光機能についてレーザー光を用いて評価した。その結果,構造体は光を回折する機能をもつことを見出した。また,構造体を同心円状に配向させたフィルムが集光機能をもつことがわかり,回折レンズとして働くことを明らかにした。
本手法は光を用いて複雑に配向した構造体を形成できることから,幅広い機能性材料創製に有用であると期待できる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] McGill大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct fabrication of a q-plate array by scanning wave photopolymerization2019

    • 著者名/発表者名
      Aizawa Miho、Ota Megumi、Hisano Kyohei、Akamatsu Norihisa、Sasaki Takeo、Barrett Christopher J.、Shishido Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 36 号: 5 ページ: D47-D47

    • DOI

      10.1364/josab.36.000d47

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-step creation of polarization gratings by scanning wave photopolymerization with unpolarized light2019

    • 著者名/発表者名
      Hisano Kyohei、Ota Megumi、Aizawa Miho、Akamatsu Norihisa、Barrett Christopher J.、Shishido Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 36 号: 5 ページ: D112-D112

    • DOI

      10.1364/josab.36.00d112

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of surface treatment on molecular alignment behavior by scanning wave photopolymerization2019

    • 著者名/発表者名
      Ishizu Masaki、Aizawa Miho、Akamatsu Norihisa、Hisano Kyohei、Fujikawa Shigenori、Barrett Christopher J、Shishido Atsushi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 号: 4 ページ: 041004-041004

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab040d

    • NAID

      210000135634

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unpolarized light-induced alignment of azobenzene by scanning wave photopolymerization2018

    • 著者名/発表者名
      M. Aizawa, K. Hisano, M. Ishizu, N. Akamatsu, C. J. Barrett, A. Shishido
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 50 号: 8 ページ: 753-759

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0058-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 光の動きを利用した高分子構造のホログラムパターン形成2018

    • 著者名/発表者名
      相沢 美帆,赤松 範久,宍戸 厚
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動的な光照射による高分子構造体の大面積配向制御2018

    • 著者名/発表者名
      相沢 美帆,赤松 範久,宍戸 厚
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Molecular Technology, Volume 1: Energy Innovation2018

    • 著者名/発表者名
      Miho Aizawa, Christopher J. Barrett, Atsushi Shishido
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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