2020 年度研究成果報告書

セルロースによるソフトフォトニック材料の創製とデバイス応用

研究課題

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研究課題/領域番号	17H03848
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	木質科学
研究機関	東京理科大学
研究代表者	古海誓一東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 准教授 (30391220)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	セルロース / コレステリック液晶 / ブラッグ反射 / エラストマー / ゴム弾性
研究成果の概要	本研究の目的は、環境や人体に優しい天然高分子であるセルロースを原料として用い、可視波長領域に現れるブラッグ反射特性と力によって可逆的に変形するゴム弾性を兼ね備えた新しいセルロース液晶エラストマー膜を創製し、次世代フォトニックデバイスへ応用することである。新しい架橋性セルロース誘導体の分子設計・合成することから始まり、高配向の分子らせん構造を自己組織的に形成できるセルロース液晶エラストマー膜の作製方法を確立する。さらに、セルロース液晶エラストマー膜の反射特性とゴム弾性を最大限に活用することで、ソフトなフォトニックデバイスへの応用を目指す。
自由記述の分野	ソフトマター、機能性高分子、液晶材料学
研究成果の学術的意義や社会的意義	石油資源は約50年後に枯渇すると予想されている。今後は石油資源に頼らず、植物由来の天然資源を有効活用して機能材料を創り出すバイオマスリファイナリーに関する技術開発が急務である。本研究では、再生可能資源であるセルロースに着目して、カラフルな反射特性とフレキシブルなゴム弾性を兼ね備えたコレステリック液晶エラストマー膜に成功した。この反射特性とゴム弾性を利用すれば、社会の多種多様なニーズに適応できる新しいひずみ可視化フィルムへ応用できる。