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2013 年度 実績報告書

有機ゲルおよび高分子を用いる融合マテリアルの動的機能の開拓

計画研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 22107012
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) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード融合マテリアル / 構造色 / コロイドアモルファス集合体 / 白と黒
研究実績の概要

本研究では、有機ゲルの環境応答性および動的機能と無機微粒子の光学機能および力学的性質を融合させることで、新しい光学的物性もしくは力学的物性を有する新材料の構築を目差している。具体的には、光の閉じ込め効果が外的刺激に応じて変化させることのできる材料や、ダイラタンシー性を示すソフトマテリアルの構築を行う。本年度は、無機微粒子集合体ついての進展があったので、以下に説明する。
これまでに、無機微粒子集合系においては、粒径の揃った白色無機微粒子の形成するアモルファス集合体が、粒子の粒径に応じた特定の波長領域の光を選択的に反射し、その位置は光を照射する方向や観測方向にほとんど依存しないことを見いだした。また、その集合体に微量の黒色微粒子を融合すると鮮やかな発色を示すことも見いだした。本年度は、さらに、無機微粒子集合体に対して黒色物質をどこに配置することが発色を鮮やかにする上で重要かについて明らかにしつつある。これらの知見から、光などの刺激に応じて黒色物質の量が制御できるシステムと無機微粒子集合体を融合することで、刺激応答性発色剤の調製に成功した。具体的には、異なる波長の光照射に応じて銀微粒子の生成-消失が可逆を行うことで、微粒子のアモルファス集合体からの構造発色の彩度を制御することが可能になった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

無機微粒子集合体に対して黒色物質をどこに配置することが発色を鮮やかにする上で重要かについて明らかにできたので。また、光などの刺激に応じて黒色物質の量が制御できるシステムと無機微粒子集合体を融合することで、刺激応答性発色剤の調製に成功したから。

今後の研究の推進方策

来年度は、微粒子集合体系と融合させるための有機ゲル系の構築を最初に行い、その力学物性、刺激応答性を調べる。具体的には、環状の分子が直鎖状の分子上を自由に移動することができるポリロタキサンを架橋剤に用いることと、微量のイオン基を高分子網目に導入することで、様々な刺激応答性のゲルを調製し、環境応答性および高伸張性、高靱性を示すゲルを調製することに取り組む。また、ポリロタキサン架橋剤をラジカル重合で得られるあらゆるゲルに利用して高伸張性および高靱性を示すゲルにするための条件を調べる。その後、両系を組み合わせることで、動的な機能の発現について調べる。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] Light-induced Saturation Change in the Angle-independent Structural Coloration of Colloidal Amorphous Arrays2014

    • 著者名/発表者名
      R. Hirashima, T. Seki, K. †Katagiri, Y. Akuzawa, T. Torimoto, *Y. Takeoka
    • 雑誌名

      J. Materials Chemistry C

      巻: 2 ページ: 344-348

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structurally Coloured Secondary Particles Composed of Black and White Colloidal Particles2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeoka, S. Yoshioka, M. Teshima, A. Takano, M. Harun-Ur-Rashid, T. Seki
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 3 ページ: 2371-1-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Producing Coloured Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeoka, S. Yoshioka, A. Takano, S. Arai, N. Khanin, H. Nishihara, M. Teshima, Y. Ohtsuka, T. Seki
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.,

      巻: 36 ページ: 7261-7265

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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
      竹岡敬和
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 33 ページ: 32-37

  • [雑誌論文] Stimuli-Responsive Opals: Colloidal Crystals and Colloidal Amorphous Arrays for Use in Functional Structurally Colored Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeoka
    • 雑誌名

      J. Materials Chemistry C

      巻: 1 ページ: 6059-6074

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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
    • 年月日
      2014-03-27 – 2014-03-30
  • [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
    • 年月日
      2014-01-11 – 2014-01-12
  • [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles2013

    • 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
      University of Dhaka, Dhaka, Bangladesh
    • 年月日
      2013-12-14 – 2013-12-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles2013

    • 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
    • 年月日
      2013-10-08 – 2013-10-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Producing coloured pigments with amorphous arrays of black and white colloidal particles2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeoka
    • 学会等名
      CNPComp 2013
    • 発表場所
      Technische Universität Dresdenf, Germany
    • 年月日
      2013-09-23 – 2013-09-23
  • [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
    • 年月日
      2013-09-11 – 2013-09-13
  • [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
    • 年月日
      2013-05-29 – 2013-05-31
  • [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, 京都
    • 年月日
      2013-05-29 – 2013-05-31
  • [図書] Responsive Photonic Nanostructures: Smart Nanoscale Optical Materials2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeoka
    • 総ページ数
      40
    • 出版者
      RSC Publishing
  • [図書] ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発2013

    • 著者名/発表者名
      竹岡敬和,
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] 高分子破壊・劣化時の波面写真・データ集2013

    • 著者名/発表者名
      竹岡敬和
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] 有機機能材料 基礎から応用まで2013

    • 著者名/発表者名
      竹岡敬和
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      講談社
  • [図書] ゲルテクノロジーハンドブック2013

    • 著者名/発表者名
      竹岡敬和
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      NTS

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公開日: 2016-06-01  

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