• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

自律的制御機能を有する感温型赤外線反射フィルタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04632
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関神戸市立工業高等専門学校

研究代表者

荻原 昭文  神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00342569)

研究分担者 垣内田 洋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40343660)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード液晶 / 高分子 / 赤外線 / 温度 / 分光 / 太陽光 / 分光測定 / 紫外線照射 / 液晶材料 / 光機能デバイス
研究開始時の研究の概要

本研究課題は、有機複合体材料(液晶、光異性化材料、高分子材料)に紫外線照射プロセスを適用し、螺旋形状の多層膜構造を一括形成し、温度変化に応じて螺旋周期の長さや分布を制御可能な光デバイスを開発するものである。このデバイスは、低温時に赤外領域の選択反射帯域を狭めて熱線を屋内に取り入れて熱として利用でき、高温時は帯域幅を大きく拡げて熱線の屋内への侵入を遮断して冷房効果を高めることができる。このデバイスを窓部材等に応用すれば、住居等の窓を介して屋内に侵入する太陽光からの赤外線波長帯域の光を選択して、遮断・透過が可能な自律的制御機能を有する感温型赤外線反射フィルタとして応用することができる。

研究成果の概要

コレステリック液晶材料にモノマーを添加した材料系に対して、紫外線照射光源(UV-LED)からの紫外線照射を行いながら、分光透過率の評価を可能とするシステムを構築した。このような紫外線照射と分光透過率測定を組合わせた測定・評価を実行することにより、選択反射帯域幅の拡がリやシフトの様子をリアルタイムで観察することが可能となった。紫外線照射量と、選択反射帯域幅との関係について定量的な測定・評価を基に、デバイス内部に形成された螺旋ねじれ構造により、太陽光中に含まれる特定の赤外線領域の波長範囲における選択反射機能を有する赤外線反射フィルタの開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、液晶・高分子複合体材料に対して紫外線照射と分光透過率測定を組合わせたデバイス作製システムを構築した。このシステムを用いて、選択反射帯域幅の拡がリやシフトの様子をリアルタイムで観察することができた。この研究を通じて環境負荷の少ない有機材料としての液晶・高分子複合体材料を用い、太陽光中の近赤外波長帯域の日射エネルギーに対する選択反射機能を温度変化に応じて制御できるデバイスの開発に取り組んだ。このデバイスは、四季の移り変わりに伴う環境温度変化に応じた日射エネルギーの屋内への侵入量の制御可能性を有しており、今後の持続可能な省エネルギー化技術への貢献が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 温度に応じて太陽光の透過光量を制御できる液晶複合材料2022

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋 , 荻原 昭文
    • 雑誌名

      表面と真空

      巻: 65 号: 10 ページ: 460-465

    • DOI

      10.1380/vss.65.460

    • ISSN
      2433-5835, 2433-5843
    • 年月日
      2022-10-10
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoresponsive mobility of liquid crystals and reactive mesogens during photopolymerization-induced phase separation2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida, Akihiko Matsuyama, Eiichi Kobayashi, and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 106 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreve.106.044704

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical thermoresponsive switchable windows of PNLCs - Durable, affordable, and adaptable2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      28th International Liquid Crystal Conference

      巻: 28

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TEMPERATURE DEPENDENT POLYMER-DISPERSED LIQUID CRYSTAL DIFFUSER FOR SOLAR-RAY CONTROL APPLICATION2022

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara1 and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      Grand RE2022 International Conference

      巻: 100434 ページ: 100434-100434

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of optical properties and internal structures of γ-ray-irradiated holographic devices formed using liquid crystal Composites2022

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Minoru Watanabe
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 123 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2021.111932

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoresponsive Reflective Scattering of Meso-Scale Phase Separation Structures of Uniaxially Orientation-Ordered Liquid Crystals and Reactive Mesogens2021

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchida Hiroshi、Kabata Masayuki、Matsuyama Takanori、Ogiwara Akifumi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 13 号: 34 ページ: 41066-41074

    • DOI

      10.1021/acsami.1c10377

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally responsive polymer-dispersed liquid crystal diffusers fabricated using laser speckle pattern irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Ogiwara Akifumi、Kakiuchida Hiroshi
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 60 号: 32 ページ: 10246-10246

    • DOI

      10.1364/ao.443216

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Holographic gratings formed by wavelength multiplexing in liquid crystal composites2021

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Minoru Watanabe
    • 雑誌名

      Micro Optics Conference (MOC2021) Technical Digest

      巻: P-23 ページ: 188-189

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of temperature dependent polymer dispersed liquid crystal using laser speckle pattern irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      Micro Optics Conference (MOC2021) Technical Digest

      巻: P-24 ページ: 190-191

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective light diffusion of polymer network liquid crystals formed through photopolymerization induced phase separation by nonuniform photoirradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      19th Edition of Optics of Liquid Crystals 2021 Abstract

      巻: O31 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically reconfigurable gate array with a 1 Grad total-ionizing-dose tolerant holographic memory2021

    • 著者名/発表者名
      Junya Ishido, Minoru Watanabe, Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      2021 IEEE Photonics Conference

      巻: MG2.4 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of a radiation dose in gamma-ray irradiation fields on holographic gratings formed by liquid crystal composites2021

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara, Makishi Toda, Junya Ishido, Minoru, Watanabe, and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      OSA Continuum

      巻: 4 号: 2 ページ: 514-528

    • DOI

      10.1364/osac.415702

    • 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
  • [学会発表] 液晶・高分子材料への波長多重記録によるホログラフィックメモリ作製2023

    • 著者名/発表者名
      荻原 昭文,渡邊 実
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ネットワーク液晶で作製した光拡散偏光子 -形成機構の解明と光学性能の向上-2023

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 荻原 昭文
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光重合誘起相分離過程における液晶と反応性メソゲンの分子配向秩序の熱応答挙動2022

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 松山 明彦, 小林 英一, 荻原 昭文
    • 学会等名
      2022年日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ネットワーク液晶で作製した偏光性と偏向性と刺激応答性をもった光拡散素子2022

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 荻原 昭文
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 半球透過率制御性の高い熱応答型高分子ネットワーク液晶2021

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 加畑雅之,松山剛知, 荻原昭文
    • 学会等名
      2021年日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi