コロイドアモルファス集合体の構造発色メカニズムの解明と簡易調製手法の確立

• 研究課題/領域番号: 23245047
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹岡 敬和 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20303084)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 49,790千円 (直接経費: 38,300千円、間接経費: 11,490千円); 2013年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円); 2012年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円); 2011年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
• キーワード: コロイドアモルファス集合体 / 構造色 / 黒色微粒子 / シリカ微粒子 / 顔料 / 角度依存性 / 擬フォトニックバンドギャップ / アモルファス集合体 / コロイド粒子 / スプレー法 / 二次粒子

研究概要

豊かな生活には、鮮やかな色を示す退色しない顔料の存在は欠かせない。また、低毒性、低環境負荷性を備えた顔料が安価で大量に得られれば、我々の暮らしが永続的に発展可能になるだろう。そのためには、自然界に豊富に存在し、環境負荷性が低い自然調和性に優れた化合物を利用した顔料作りが求められる。本研究では、サブミクロンサイズのシリカ微粒子は生体毒性も見られないので、そのアモルファス集合体を、簡単な方法で再現よく調製することに成功した。さらに、アモルファス集合体に生じる可視光領域の散乱を抑えるため、黒色微粒子を添加したところ、シリカ微粒子の粒径や黒色微粒子の量に応じて様々な鮮やかな色を示すことを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Light-induced Saturation Change in the Angle-independent Structural Coloration of Colloidal Amorphous Arrays (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirashima, R., Seki, T., Katagiri, K., Akuzawa, Y., Torimoto, T., Takeoka, Y
  • 雑誌名: J. Materials Chemistry C 巻: 2 ページ: 344-348
• [雑誌論文] 青い色を示す鳥の羽を模倣した角度依存性のない構造発色材料 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 雑誌名: 日本ゴム協会誌 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Producing Coloured Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, Y., Yoshioka, S., Takano, A., Arai, S., Khanin, N., Nishihara, H., Teshima, M., Ohtsuka, Y., Seki, T
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 52 ページ: 7261-7265
• [雑誌論文] Structurally Coloured Secondary Particles Composed of Black and White Colloidal Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, Y., Yoshioka, S., Teshima, M., Takano, A., Harun-Ur-Rashid, M., Seki, T
  • 雑誌名: Sci. Rep 巻: 3
• [雑誌論文] クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 雑誌名: 「"自己組織化"がもたらす材料科学の新境地」機能材料 巻: 33 ページ: 32-37
• [雑誌論文] Producing Coloured Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: ③ Takeoka, Y., Yoshioka, S., Takano, A., Arai, S., Khanin, N., Nishihara, H., Teshima, M., Ohtsuka, Y., Seki, T.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed., 巻: 52 ページ: 7261-7265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structurally Coloured Secondary Particles Composed of Black and White Colloidal Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: ④ Takeoka, Y., Yoshioka, S., Teshima, M., Takano, A., Harun-Ur-Rashid, M., Seki, T.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料 (2013)
  • 著者名/発表者名: ⑤ 竹岡敬和
  • 雑誌名: 機能材料 巻: 33 ページ: 32-37
• [雑誌論文] コロイドアモルファス集合体が示す角度依存性のない構造発色 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 63 ページ: 57-61
  • NAID: 40019419151
• [雑誌論文] Photoinduced Volume Transition in Liquid Crystalline Polymer Gels Swollen by a Nematic Solvent (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hayata
  • 雑誌名: ACS Macro Letters 巻: 1 号: 11 ページ: 1357-1361
  • DOI: 10.1021/mz300447j
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゲル微粒子懸濁溶液が示す角度依存性のない構造色 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡 敬和
  • 雑誌名: 機能材料 巻: 32 ページ: 25-28
• [雑誌論文] Versatile Self-Assembled Hybrid Systems with Exotic Structures and Unique Functions (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nakanishi, Tmasanobu Naito, Yukikazu Takeoka, Kazunori Matsuura
  • 雑誌名: Current Opinion in Colloid & Interface Science 巻: 16 ページ: 482-490
  • 査読あり
• [雑誌論文] 青い色を示す鳥の羽を模倣した角度依存性のない構造発色材料「バイオミメティクスと自己組織化(II)」
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 雑誌名: 日本ゴム協会誌 巻: (印刷中)
• [学会発表] 回転攪拌による構造色発色性二次微粒子の作製とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 元紀・岩田 政典・手島 翠・竹岡敬和・関 隆広
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 交互積層法を用いた構造発色性材料の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田政典, 手島翠, 竹岡敬和, 関 隆広,吉岡 伸也
  • 学会等名: 帝人21世紀フォーラム
  • 発表場所: 富士裾野
• [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka
  • 学会等名: International Seminar on Application of Novel Functional Materials to be organized by Department of Chemistry, University of Dhaka
  • 発表場所: Dhaka, Bangladesh
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka
  • 学会等名: CNPComp 2013
  • 発表場所: Technische Universitat Dresdenf,Germany
  • 年月日: 2013-09-23
• [学会発表] 角度依存性のない構造発色材料 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 有機エレクトロニクス研究会2012
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-01-24
• [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka
  • 学会等名: Facade Coatings and Plasters in European Coatings Conferences
  • 発表場所: Dusseldorf, Germany
• [学会発表] 交互積層法を用いた構造発色性材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田 政典, 手島 翠, 竹岡敬和, 関 隆広
  • 学会等名: 第62回高分子学会討論会
  • 発表場所: 金沢大学, 金沢
• [学会発表] 交互積層法を用いた構造発色性材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田 政典, 手島 翠, 竹岡敬和, 関 隆広
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館, 京都
• [学会発表] ビオチン-アビジン結合を架橋に使用した理想網目鎖を持つゲルの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野 大樹, 安本 敦, 江崎 健太, 原 光生, 竹岡敬和, 関 隆広
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka
  • 学会等名: Façade Coatings and Plasters in European Coatings Conferences
  • 発表場所: Dusseldorf, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka
  • 学会等名: CNPComp 2013
  • 発表場所: Technische Universität Dresdenf, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Mono-dispersed spherical assemblies and these structural colors by using microflow device (2012)
  • 著者名/発表者名: Midori Teshima, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shinya Yoshioka, Shoji Takeuchi
  • 学会等名: 2012 MRS Fall meeting
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] Fabrication and characterization of thermoresponsive slide-ring gel with ionic polyrotaxane (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Esaki, Yasumoto Atsushi, Imran Abu Bin, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Kohzo Ito, Yasuhiro Sakai
  • 学会等名: 2012 MRS Fall meeting
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] Fabrication of precise-structured thermo-responsive slide-ring gels by ATRP and click chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasumoto Atsushi, Hiroaki Gotoh, Yoshie Gotoh, Imran Abu Bin, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Kohzo Ito, Yasuhiro Sakai
  • 学会等名: 2012 MRS Fall meeting
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] 白い粒子と黒い粒子でカラフルな色をつくる (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 第37回顔料物性講座
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] Fabrication of Mono-dispersed spherical assemblies and these structural colors by using microflow device (2012)
  • 著者名/発表者名: Midori Teshima, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shinya Yoshioka, Shoji Takeuchi
  • 学会等名: The 16^<th> International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] ATRP 法とクリックケミストリーによってダングリング鎖を制御した環動ゲルの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安本敦, 後藤弘旭,後藤佳恵,Imran Abu Bin,竹岡敬和, 関隆広, 伊藤耕三, 酒井康博
  • 学会等名: 第2回CSJ 化学フェスタ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] マイクロ流路を利用した単分散な二次微粒子の作製とその構造発色性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 手島翠, 竹岡敬和,関隆広,川野竜司,吉岡伸也、竹内昌治
  • 学会等名: 第2回CSJ 化学フェスタ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] イオン基を持つポリロタキサンを架橋剤に用いた温度応答性環動ゲルの作製と物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江崎健太、安本敦, Imran Abu Bin,竹岡敬和, 関隆広, 伊藤耕三, 酒井康博
  • 学会等名: 第2回CSJ 化学フェスタ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] Fabrication of precise-structured thermo-responsive slide-ring gels by ATRP and click chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasumoto Atsushi, Hiroaki Gotoh, Yoshie Gotoh, Imran Abu Bin, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Kohzo Ito, Yasuhiro Sakai
  • 学会等名: Gelsympo 2012
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] Fabrication and characterization of thermoresponsive slide-ring gel with ionic polyrotaxane (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Esaki, Yasumoto Atsushi, Imran Abu Bin, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Kohzo Ito, Yasuhiro Sakai
  • 学会等名: Gelsympo 2012
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] 単分散な微粒子集合体の作製とその構造発色性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 手島翠, 竹岡敬和,関隆広,川野竜司,吉岡伸也、竹内昌治
  • 学会等名: 高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] ATRP 法とクリックケミストリーにより構造制御した温度応答性環動ゲルの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安本敦, 後藤弘旭,後藤佳恵,Imran Abu Bin,竹岡敬和, 関隆広, 伊藤耕三, 酒井康博
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] イオン基を持つポリロタキサンを架橋剤に用いた温度応答性環動ゲルの作製と物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江崎健太、安本敦, Imran Abu Bin,竹岡敬和, 関隆広, 伊藤耕三, 酒井康博
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 白い粒子と黒い粒子でカラフルな顔料をつくる (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 第2回Next30産学フォーラム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] 白い粒子と黒い粒子で赤富士を描く (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] マイクロ流路を利用した単分散な二次微粒子の作製とその構造発色性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 手島翠, 竹岡敬和,関隆広,川野竜司,吉岡伸也、竹内昌治
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 白い粒子と黒い粒子で赤富士を描く (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川県)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] マイクロ流路を利用した単分散な二次微粒子の作製とその構造発色性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 手島翠, 竹岡敬和, 関隆広, 川野竜司, 吉岡伸也、竹内昌治
  • 学会等名: 日本化学会第92回春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川県)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] ATRP 法とクリックケミストリーによってダングリング鎖を制御した環動ゲルの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安本敦, 後藤弘旭,後藤佳恵,Imran Abu Bin,竹岡敬和, 関隆広, 伊藤耕三, 酒井康博
  • 学会等名: 第23回高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-11
• [学会発表] ATRP 法とクリックケミストリーによりダングリング鎖を制御した感温性環動ゲルの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安本敦, 後藤弘旭,後藤佳恵,Imran Abu Bin,竹岡敬和, 関隆広, 伊藤耕三, 酒井康博
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-01-11
• [学会発表] アモルファスコロイド粒子による発色 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 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(愛知県)
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] コロイドアモルファス集合体が示す角度依存性のない構造発色 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 第1回エキゾチック自己組織化材料シンポジウム
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学(奈良県)
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] Fabrication of Mono-dispersed spherical assemblies and these structural colors by using microflow device
  • 著者名/発表者名: Midori Teshima, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shinya Yoshioka, Shoji Takeuchi
  • 学会等名: The 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Okinawa
• [学会発表] マイクロ流路を利用した単分散な二次微粒子の作製とその構造発色性
  • 著者名/発表者名: 手島翠, 竹岡敬和,関隆広,川野竜司,吉岡伸也、竹内昌治
  • 学会等名: 第2回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 角度依存性のない構造発色材料
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 学会等名: 有機エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 名古屋
• [図書] 第4章 ゲルの産業利用 第9節 分析、検出、センサー技術"構造色ゲルを利用したグルコースセンサー"「ゲルの作製・評価と高機能化 検討例題集」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 出版者: 技術情報協会 (印刷中)
• [図書] 第3章 架橋高分子の物性向上と機能性付与 第2節 力学特性の向上"ポリロタキサンによる刺激応答性ゲルの柔軟性付与" 「高分子破壊・劣化時の波面写真・データ集」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 出版者: 技術情報協会 (印刷中)
• [図書] "第8章 界面活性剤"、有機機能材料 基礎から応用まで (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和, 他8名
  • 出版者: 講談社
• [図書] Responsive Photonic Nanostructures: Smart Nanoscale Optical Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeoka, Y.
  • 出版者: RSC
• [図書] "コロイド・ゲル"最先端材料システム～自己組織化と機能材料～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹岡敬和
  • 出版者: 共立出版
• [図書] Editor in Chief : S. Kobayashi, K. MuellenEncyclopedia of Polymeric Nanomaterials
  • 著者名/発表者名: Y. Takeoka, et al.
  • 出版者: Springer (in press)
• [備考]
  • URL: http://www.apchem.nagoya-u.ac.jp/06-BS-2/sekilabo/index-j.html
• [備考]
  • URL: http://web.mac.com/ytakeoka1/home/About_Soft_Materials.html