| 研究課題/領域番号 |
16K14095
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
中戸 晃之 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (10237315)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ナノ材料 / ナノシート / 液晶 / コロイド / 構造色 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、無機層状結晶を剥離させたナノシートが形成するナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることである。本研究では、ナノシート液晶の相分離を利用して、構造色を発現する液晶相を等方相に内包した構造を形成させ、角度依存のない構造色の実現をめざす。
平成29年度は、前年度に構造色を確認したリン酸アンチモンのナノシート液晶に、粘土ナノシートを混合させ、構造色の変化を調べた。リン酸アンチモンのナノシート液晶に粘土を添加しても、粒子の沈降はみられず、肉眼レベルの相分離も起こらなかった。しかし構造色は、粘土ナノシートの添加によって変化した。液晶の反射スペクトルから、粘土の添加はピークを短波長シフトさせることがわかった。このシフトは粘土量の関数で、添加量が多いほどピークシフトも大きくなった。リン酸アンチモン10 g/Lに粘土を1 g/L程度添加するだけでピークは550 nmから400 nmへシフトし、色合いも大きく変化した。同レベルのピークシフトはリン酸アンチモンの濃度が10 g/Lから15 g/Lへ増大させることでも起こった。これらは、粘土がリン酸アンチモンの構造色を鋭敏に変化させることを意味する。粘土の添加による反射ピークの短波長シフトは、リン酸アンチモンの底面間隔が粘土の共存によって減少することを意味する。これらより、2種類のナノシートがミクロスケールで相分離しており、そのためリン酸アンチモン相の占有体積が減少して構造色が変化したと考えられる。
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| 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
平成28年度にリン酸アンチモンナノシート液晶の構造色を確認した。平成29年度は、リン酸アンチモンに粘土を加えることで、予想どおり、ミクロスケール相分離を生じさせ、構造色を変化させることに成功した。これらより、順調に推移していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度の平成30年度は、光学顕微鏡やX線小角散乱などを用いてリン酸アンチモンー粘土成分系の構造評価を行い、相分離構造を確認し、構造色の可変性の原理を明らかにする。色の角度依存性も調べる。また、液晶への外場印加による色変調を試み、構造色スイッチングの実現をめざす。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた主な原因は、(i)旅費を使用しなかった（成果発表を、研究代表者の研究を本研究成果を含めた総合的な形で行うことが多く、その際に他の予算から支出した）、(ii)物品費の支出が予想より少なかった、の2点である。(i)は、本年度の国際会議での成果発表の旅費に充当するなどして支出する。(ii)は、昨年度末に業者の都合で行えなかった白金製品の改鋳などに充当する。また東海村CROSSでの小角中性子散乱測定など、当初予定にない支出予定もあり、それらにも充当する。
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