魚類を中心とする色可変な構造色の研究

• 研究課題/領域番号: 22340121
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉岡 伸也 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (90324863)
• 研究分担者: 木下 修一 大阪大学, 生命機能研究科, 招聘教授 (10112004)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: 構造色 / 魚類 / 色可変性 / フォトニック結晶 / 干渉 / ネオンテトラ / タマムシ / 屈折率 / 多層膜干渉 / ブラインドモデル

研究概要

自然界にはタマムシやモルフォチョウのように、 輝くような色 (構造色)を持つ生物が数多く存在している。構造色の反射波長は、主として微細構造の周期によって決定されるため、例えばチョウの翅のように乾燥した部位が持つ構造色では、色が能動的に変化することはない。しかし、魚類においては、微細構造を変化させることで色可変性を実現した構造色が存在する。本研究では、そのような構造色持つ典型例としてネオンテトラを中心に、その仕組みに関する研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Structural color of a lycaenid butterfly: Analysis of an aperiodic multilayer structure (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka, Y. Shimizu, S. Kinoshitaand B. Matsuhana
  • 雑誌名: Bioinspiration & Biomimetics 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Colored Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka, S. Yoshioka, A. Takano, S.Arai, N. Khanin, H. Nishihara, M. Teshima, Y. Ohtsuka, and T. Seki
  • 雑誌名: Angewandte Chemie 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] ホットエンボッシングによって作製したドーム状構造のオパール膜 (2013)
  • 著者名/発表者名: 不動寺浩, 針山孝彦, 山濱由美, 吉岡伸也, 石井大佑, 木村賢一, 久保英夫, 下村政嗣, 魚津吉弘
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: vol. 70 ページ: 227-231
  • NAID: 10031174588
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elucidation and reproduction of the iridescence of a jewel beetle (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka, S. Kinoshita, H. Iida, and T. Hariyama
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: vol. 8480
  • 査読あり
• [雑誌論文] The weak iridescent feather color in the Jungle Crow Corvus macrorhynchos (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Lee, J. Miyazaki, S. Yoshioka, H. Lee,and S. Sugita
  • 雑誌名: Ornithological Science 巻: vol. 11 ページ: 59-64
  • NAID: 130004450318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rendering Morpho butterflies based on high accuracy nano-optical simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Okada, D. Zhu, D. Cai, J. B. Cole, M. Kambe, and S. Kinoshita
  • 雑誌名: J. Opt 巻: vol. 42 ページ: 25-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-adjusting layers in the multilayer reflector of a jewel beetle (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka, S. Kinoshita, H. Iida, and T. Hariyama
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: vol. 81
  • NAID: 40019251110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Adjusting Layers in the Multilayer Reflector of a jewel beetle (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka S., Kinoshita S., Iida H., Hariyama T.
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Japan 巻: 81 号: 5 ページ: 54801-54801
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.054801
  • NAID: 210000109531
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多様な生物における構造色 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: 23 ページ: 13-16
• [雑誌論文] Direct determination of the refractive index of natural multilayer systems (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka and S. Kinoshita
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol. 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of variable structural colour in the neon tetra: quantitative evaluation of the Venetian blind model (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka, B. Matsuhana, S. Tanaka, Y. Inouye, N. Oshima and S. Kinoshita
  • 雑誌名: J. R. Soc. Interface 巻: vol. 8 ページ: 56-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of retroreflection from a wing of the Morpho butterfly (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kambe, D. Zhu, and S. Kinoshita
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: vol. 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct determination of the refractive index of natural multilayer systems (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshioka, S.Kinoshita
  • 雑誌名: Phys.Rev.E 巻: 83 号: 5 ページ: 51917-51917
  • DOI: 10.1103/physreve.83.051917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of variable structural colour in the neon tetra : quantitative evaluation of the Venetian blind model (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: J.R.Soc.Interface 巻: 8 ページ: 55-66
  • 査読あり
• [学会発表] タマムシの構造色に施された微妙で重要な工夫 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 第13回構造色シンポジウム
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 伝統工芸と構造色:銀箔の発色現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木下修一
  • 学会等名: 第13回構造色シンポジウム
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] いい加減かつ巧妙:生物に学ぶ光技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 新学術領域「生物規範工学」発足記念 公開ワークショップ
  • 発表場所: 国立科学博物館
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] タマムシの構造色 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也、 木下修一、飯田晴久、針山孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会 2 秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Aperiodic multilayer designs in the structural colors of natural systems (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics meeting
  • 発表場所: San Diego convention center, USA
  • 年月日: 2012-08-14
• [学会発表] 銀箔の着色に見られる興味深い光学現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木下修一、江畑芳、吉岡伸也
  • 学会等名: 第37回光学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-06-14
• [学会発表] Melanin content in structural and non-structural feather of the Magpie nestlings (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Seo, S.-i. Lee, S. Yoshioka, J. C. Choe, P. G. Jablonski
  • 学会等名: the 14th International Behavioral Ecology Congress
  • 発表場所: Lund University, Sweden
• [学会発表] タマムシの構造色 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也、木下修一、飯田晴久、針山孝彦
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Aperiodic multilayer designs in the structural colors of natural systems (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics meeting
  • 発表場所: San Diego, アメリカ合衆国
  • 招待講演
• [学会発表] 多様な微細構造を利用した生物の構造色 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 第12回構造色シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] チョウの翅が持つ三次元微細周期構造とその光学特性 II (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也、藤田浩晃、木下修一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] 非周期的な多層膜によるミドリシジミの構造色 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清水悠司,吉岡伸也,木下修一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] チョウの翅が持つ三次元微細周期構造とその光学特性II (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 生物に学ぶ構造性発色の原理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 色材分析講座
  • 発表場所: 名古屋市工業研究所
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Direct determination of the refractive index of the multilayered cuticle of a jewel beetle (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka and S. Kinoshita
  • 学会等名: International Symposium on Natural Photonic Structures
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-06-04
• [学会発表] Direct determination of the refractive index of the multilayered cuticle of a jewel beetle (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshioka, S.Kinoshita
  • 学会等名: International Symposium on Natural Photonic Structures
  • 発表場所: Fudan Univ., Shanghai, China(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-04
• [学会発表] 多層膜の屈折率決定方法:タマムシを例として (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 第11回構造色シンポジウム
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] FDTD 法の使い方 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木下修一
  • 学会等名: 第11回構造色シンポジウム
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] タマムシの持つ多層膜構造とその屈折率決定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也、木下修一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] FDTD 法によるモルフォチョウ微細構造の解析 II 実際の構造をまねた基本モデルの光学特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 朱棟、吉岡伸也、木下修一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 生物の構造性発色と色変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 伝統工芸と構造色：銀箔の発色現象
  • 著者名/発表者名: 木下修一
  • 学会等名: 第13回構造色シンポジウム
  • 発表場所: 青山学院大学
• [図書] Elsevier, Pattern Formation and Oscillatory Phenomena (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshioka
• [図書] 次世代バイオミメティクス研究の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也
• [図書] 次世代バイオミメティクス研究の最前線 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉岡伸也, 他
  • 総ページ数: 350
  • 出版者: シーエムシー出版