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ヘリカルナノシリカを原料とする一次元秩序制御を必要としない透明複屈折材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 19K15376
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

岡崎 豊  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (20794465)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードキラリティ / 分子集合体 / ナノ構造構築 / 光学異方性
研究開始時の研究の概要

「光」を情報・エネルギー源として利用することを目的とする光エレクトロニクス分野において、光の位相制御を担う透明複屈折材料は、最も重要な光学材料の一つである。既存の透明複屈折材料は、原子や分子の一次元秩序配列(異方性)により複屈折特性を発現させており、観測角度によって複屈折特性は大きく異なるため、位置や角度を精密に調節しなければ目的の複屈折特性を得られないという課題がある。本研究では、キラリティ(局所的な異方性)を有するヘリカルナノシリカを、等方的に分散し低温融着させることにより、角度依存性なく複屈折特性を示すシリカガラスを作製する。

研究成果の概要

本研究では、これまで必須とされていた原子や分子の一次元秩序配列を必要としない新規透明複屈折材料を作製することを目的として研究を進めた。具体的には、キラリティ(局所的な異方性)を有するヘリカルナノシリカを、等方的に分散し低温融着させたキラルなシリカガラスを作製し、複屈折特性の評価を試みた。結果として、キラル光散乱現象を確認した。この現象の確認は、左右の円偏光の屈折率差が異なる、すなわち円偏光複屈折を示す材料であることを示唆するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「光」を情報・エネルギー源として利用することを目的とする光エレクトロニクス分野において、光の位相制御を担う透明複屈折材料は、最も重要な光学材料の一つである。本研究では、地球上で豊富に存在する珪素および酸素のみを用いて、面内方向の異方性を示さない無色透明なフィルム状ヘリカルナノシリカ成型体を作製し、900度もの高温にも耐えうる新規透明材料においてキラル光散乱現象を確認した。本研究で得られた成果は、新たな光学材料の設計に自由度を与えるものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 12件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 14件、 招待講演 2件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] CNRS/University of Bordeaux/University of Lorraine(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CNRS/University of Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tunable Light Emission from Lignin: Various Photoluminescence Properties Controlled by the Lignocellulosic Species, Extraction Method, Solvent, and Polymer2022

    • 著者名/発表者名
      Takada Masatsugu、Okazaki Yutaka、Kawamoto Haruo、Sagawa Takashi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 号: 6 ページ: 5096-5103

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c06104

    • 関連する報告書
      2021 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] Co-assembling system that exhibits bright circularly polarized luminescence2022

    • 著者名/発表者名
      Ryu Naoya、Harada Tomoyuki、Okazaki Yutaka、Yoshida Kyohei、Shirosaki Tomohiro、Oda Reiko、Kuwahara Yutaka、Takafuji Makoto、Ihara Hirotaka、Nagaoka Shoji
    • 雑誌名

      Materials Advances

      巻: 3 号: 7 ページ: 3123-3127

    • DOI

      10.1039/d2ma00002d

    • 関連する報告書
      2021 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] Chirality induction to achiral molecules by silica‐coated chiral molecular assemblies2021

    • 著者名/発表者名
      Scalabre Antoine、Okazaki Yutaka、Kuppan Balamurugan、Buffeteau Thierry、Caroleo Fabrizio、Magna Gabriele、Monti Donato、Paolesse Roberto、Stefanelli Manuela、Nlate Sylvain、Pouget Emilie、Ihara Hirotaka、Bassani Dario M.、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 33 号: 9 ページ: 494-505

    • DOI

      10.1002/chir.23339

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chirality Induction to CdSe Nanocrystals Self-Organized on Silica Nanohelices: Tuning Chiroptical Properties2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Peizhao、Battie Yann、Decossas Marion、Tan Sisareuth、Pouget Emilie、Okazaki Yutaka、Sagawa Takashi、Oda Reiko
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 15 号: 10 ページ: 16411-16421

    • DOI

      10.1021/acsnano.1c05819

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral optical scattering from helical and twisted silica nanoribbons2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Peizhao、Battie Yann、Okazaki Yutaka、Ryu Naoya、Pouget Emilie、Nlate Sylvain、Sagawa Takashi、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 90 ページ: 12024-12027

    • DOI

      10.1039/d1cc04200a

    • 関連する報告書
      2021 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] Slow kinetic evolution of nanohelices based on gemini surfactant self-assemblies with various enantiomeric excess; chiral segregation towards a racemic mixture2021

    • 著者名/発表者名
      Gao Jie、Okazaki Yutaka、Pouget Emilie、Nlate Sylvain、Kauffmann Brice、Artzner Franck、Buffeteau Thierry、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Materials Chemistry Frontiers

      巻: - 号: 7 ページ: 3021-3028

    • DOI

      10.1039/d0qm00989j

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lanthanide ion-doped silica nanohelices: helical inorganic network acts as chiral source for metal ions2021

    • 著者名/発表者名
      Harada Tomoyuki、Yanagita Hiroshi、Ryu Naoya、Okazaki Yutaka、Kuwahara Yutaka、Takafuji Makoto、Nagaoka Shoji、Ihara Hirotaka、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: - 号: 36 ページ: 4392-4395

    • DOI

      10.1039/d1cc01112j

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hierarchical chirality expression of gemini surfactant aggregates via equilibrium between chiral nucleotide and nonchiral mono‐anions2020

    • 著者名/発表者名
      Dedovets Dmytro、Martin Barbara、Okazaki Yutaka、Buffeteau Thierry、Pouget Emilie、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 32 号: 7 ページ: 949-960

    • DOI

      10.1002/chir.23230

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chirality induction on non-chiral dye-linked polysilsesquioxane in nanohelical structures2020

    • 著者名/発表者名
      Ryu Naoya、Kawaguchi Tsutomu、Yanagita Hiroshi、Okazaki Yutaka、Buffeteau Thierry、Yoshida Kyohei、Shirosaki Tomohiro、Nagaoka Shoji、Takafuji Makoto、Ihara Hirotaka、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 53 ページ: 7241-7244

    • DOI

      10.1039/d0cc02224a

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optically Active Perovskite CsPbBr3 Nanocrystals Helically Arranged on Inorganic Silica Nanohelices2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Peizhao、Chen Wei、Okazaki Yutaka、Battie Yann、Brocard Lysiane、Decossas Marion、Pouget Emilie、M?ller-Buschbaum Peter、Kauffmann Brice、Pathan Shaheen、Sagawa Takashi、Oda Reiko
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 20 号: 12 ページ: 8453-8460

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.0c02013

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral stacking of cyanine or porphyrin as cationic fluorescent dyes in the presence of anionic polysaccharide of hyaluronic acid2020

    • 著者名/発表者名
      Haruko Tobata, Koyuki Nagashima, Yutaka Okazaki, Takashi Sagawa
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 2 号: 2 ページ: 253-253

    • DOI

      10.1007/s42452-020-2049-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Common mechanism for helical nanotube formation by anodic polymerization and by cathodic deposition using helical pores on silicon electrodes2020

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuki、Yasuda Takumi、Matsuzaki Kenta、Okazaki Yutaka、Pouget Emilie、Oda Reiko、Kitada Atsushi、Murase Kuniaki、Raffy Guillaume、Bassani Dario M.、Fukami Kazuhiro
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications

      巻: 114 ページ: 106714-106714

    • DOI

      10.1016/j.elecom.2020.106714

    • NAID

      120006843478

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spontaneous Symmetry Breaking of Nanoscale Spatiotemporal Pattern as the Origin of Helical Nanopore Etching in Silicon2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Takumi、Maeda Yuki、Matsuzaki Kenta、Okazaki Yutaka、Oda Reiko、Kitada Atsushi、Murase Kuniaki、Fukami Kazuhiro
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 51 ページ: 48604-48611

    • DOI

      10.1021/acsami.9b18025

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 直線偏光発光からの偏光変換による高純度円偏光の生成2022

    • 著者名/発表者名
      岡崎 豊
    • 学会等名
      The 9th IROAST Symposium on Nano-organics and Nano-hybrids
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リグニンの発光特性: 樹種、抽出法、溶媒及びポリマーによる発光特性の制御2021

    • 著者名/発表者名
      髙田昌嗣、岡﨑豊、河本晴雄、佐川尚
    • 学会等名
      第30回日本エネルギー学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リグニンからの発光材料の創製:樹種、抽出法、溶媒及びポリマーによる発光特性の制御2021

    • 著者名/発表者名
      髙田昌嗣、岡﨑豊、河本晴雄、佐川尚
    • 学会等名
      第66回リグニン討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Chiral Signal Amplification of Siloxane Network in Helical Nanometric Silica2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Okazaki, Thierry Buffeteau, N. Ryu, R. Oda
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral molecules to organic-inorganic chiral functional nanoobjects2021

    • 著者名/発表者名
      R. Oda, E. Pouget, S. Nlate, Y. Okazaki
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral shape of perovskite nanocrystals synthesized via supersaturated recrystallization inside of chiral porous silica ribbons2021

    • 著者名/発表者名
      P. Liu, E. Pouget, Y. Okazaki, T. Sagawa, R. Oda
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiroptical Properties of Gold Nanostructures Synthesized in the Nanocavity of Helical Silica2021

    • 著者名/発表者名
      S. Poly, M. Nakaya, Y. Okazaki, Y. Battie, O. Ersen, W. Baaziz, E. Pouget, K. Murase, K. Fukami, R. Oda
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Circular Polarization Converter using Linearly Polarized Luminescent Transparent Polymer Films2021

    • 著者名/発表者名
      K. Tsukamoto, M. Kimura, Y. Okazaki, T. Sagawa
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One Dimensional Alignment of Colloidal Semiconductor Quantum Rods for Generation of Highly-pure Circularly Polarized Light2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kimura, K. Tsukamoto, Y. Okazaki, T. Sagawa
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoluminescence and chiroptical properties of various lignins in solvents2021

    • 著者名/発表者名
      M. Takada, Y. Okazaki, H. Kawamoto, Y. Sagawa
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chirality induction from nanohelix to monoatomic ions, molecules, and nanoparitcles2020

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Okazaki
    • 学会等名
      6th International Symposium on Engineering and Society in Energy Science (ISESES2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多段階キラリティ伝達のための分子集合ヘリカルナノ繊維の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡崎豊、Buffeteau Thierry、Oda Reiko、龍直哉、佐川尚、伊原博隆
    • 学会等名
      第68回高分子年次会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymmetric Optical Properties of Perovskites CsPbBr3 Nanocrystals after Oriented Attachment on the Surface of Silica Nanohelices2019

    • 著者名/発表者名
      Peizhao Liu, Yutaka Okazaki, Emilie Pouget, Takashi Sagawa, Reiko Oda
    • 学会等名
      第68回高分子年次会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystalline-state lipid bilayer-based nanohelices for chirality induction and transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Okazaki
    • 学会等名
      2nd Nucleation & Growth Research Conference (NGRC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of chiralized monoatomic anions using molecular assembled nanohelices as UV-transparent chiral template2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Okazaki, Naoya Ryu, Thierry Buffeteau, Emilie Pouget, Sylvain Nlate, Takashi Sagawa, Hirotaka Ihara, Reiko Oda
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Chirality (Chirality 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chirality Induction in Rare Earth-Silica Nanohybrids Prepared by Templating Amphiphile-Dye Supramolecular Assemblies2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ryu, Tomoyuki Harada, Shoji Nagaoka, Yutaka Okazaki, Reiko Oda, Makoto Takafuji, Hirotaka Ihara
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Chirality (Chirality 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral gold nanoparticles synthesized in chiral nanospace constructed by molecular assembled nanohelices2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Nakaya, Yutaka Okazaki, Jie Gao, Takashi Sagawa, Reiko Oda
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Chirality (Chirality 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CPL switching system utilizing microgel of pNIPAM functionalized by Ru(bpy)3 and phenylbornic acid2019

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Yoshida, Maino Kaziwara, Yutaka Okazaki, Jerome Lacour, Lapeyre Veronique, Francesco Zinna, Sojic Neso, Valerie Ravaine, Reiko Oda
    • 学会等名
      The 31th International Symposium on Chirality (Chirality 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induced chirality of monoatomic anions detected by middle UV-transparent molecular assembled nanohelices2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Okazaki
    • 学会等名
      Symposium on Exploring Broadband Energy Science 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子集合ナノヘリックスを不斉源とする無機アニオンへのキラリティ誘起2019

    • 著者名/発表者名
      岡崎 豊、中谷 真大、Thierry Buffeteau、Emilie Pouget、蜂谷 寛、佐川 尚、佐川 尚、小田 玲子
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シリカ被覆された分子集合ナノヘリックス中で作製した金ナノ粒子のキラリティの評価2019

    • 著者名/発表者名
      中谷 真大、岡崎 豊、Jie Gao、Emilie Pouget、蜂谷 寛、佐川 尚、小田 玲子
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 円偏光素子及びそれを用いた照明装置2021

    • 発明者名
      岡﨑豊,木村美咲,赤瀬川怜,塚本桂大,蜂谷寛,佐川尚
    • 権利者名
      岡﨑豊,木村美咲,赤瀬川怜,塚本桂大,蜂谷寛,佐川尚
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-194157
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] リグニン含有蛍光液およびリグニン含有蛍光材料2021

    • 発明者名
      髙田昌嗣,岡﨑豊
    • 権利者名
      髙田昌嗣,岡﨑豊
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-122045
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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