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2007 年度 実績報告書

ソフトオパール結晶薄膜とその構造色制御に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560682
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

不動寺 浩  独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, 主幹研究員 (20354160)

研究分担者 澤田 勉  独立行政法人物質・材料研究機構, 光材料センター, グループリーダー (40354378)
キーワードコロイド結晶 / 構造色 / ブラッグ回折 / 膨潤 / 弾性歪み / フォトニック結晶 / 溶解度パラメーター / 粒子配列
研究概要

(1)膨潤現象による基礎・基盤研究、(2)機械変形による構造色変化材料の基礎研究、(3)表示媒体の実現に必要な電場や光によって構造色が変化する薪材料の探索のうち、昨年度に引き続き(1)及び(2)において進展があり成果が上がった。(1)に関しては膨潤現象を利用した溶媒センシング材料としてアルコール溶媒中に含まれる微量水分を簡便な分光器によって測定可能であることを実証した。具体的にはシリコンエラストマーを充填したポリスチレンコロイド結晶の人エオパール薄膜のファイバー式反射分光スペクトルからエタノール中に含まれる0.1Vol%オーダーの水分量を測定することができた。溶媒選択性に関して問題のあるもののチューナブルフォトニック結晶としての応用として既存の研究報告と比べ精緻なセンシング特性である。次に、(2)の機械変形による歪みセンシングに関しては塑性変形材料にコーティングすることで歪み分布の2次元マッピングカ河能であることを見いだした。光学顕微鏡像及び顕微分光解析により10μmオーダーの局所歪みの可視化が検証できた。塑性変形を直接目視で確認できる構造色変化として視認できるソフトオパール薄膜のこの現象の発見は工学的な応用の可能性のみでなく歪み現象を可視化したという学術的な点でもユニークな研究成果と言える。なお、前年度の成果でもある弾性変形による構造色が可逆的に変化するフォトニックラバーシートの成果が米国の物理教科書(Wiley,Fundamental of Physics,8th Ed.)に可視光のブラッグ回折とその周期構造による変色の事例として掲載された。(3)に関しては均一・均質なソフトオパール薄膜の作製に関する製膜技術に関して基本技術を確立できた。しかし、電場あるいは光による構造色チューニングする新材料探索について成果は挙がらなかった。総括するとソフトオパール結晶薄膜の膨潤、歪みによる構造色制御に関してその応用を含め顕著な進展が見られた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Novel coating method for artificial opal films and its process analysis2007

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi
    • 雑誌名

      COLLOIDS AND SURFACES A 311

      ページ: 11-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photonic clystal sensing for components of a liquid mixtufe with an optical fiber spectrometer2007

    • 著者名/発表者名
      FUDOUZI Hiroshi, SAWADA Tsutomu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 6767

      ページ: 676704-1-676704-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 変形ひずみにより構造色が変化するエラストマー材料2007

    • 著者名/発表者名
      不動 寺浩、澤田 勉
    • 雑誌名

      工業材料 55

      ページ: 81-84

  • [学会発表] 構造色変化による塑性変形の歪み分布のためのコロイドフォトニック結晶薄膜2007

    • 著者名/発表者名
      不動 寺浩、澤田 勉
    • 学会等名
      高分子学会第56回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋土業大学,名古屋市
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] ソフトオパール薄膜の構造色の利用2007

    • 著者名/発表者名
      不動 寺浩、澤田 勉
    • 学会等名
      粉体工学会第43回夏期シンポジウム微粒子集積体の配列構造・自己組織化
    • 発表場所
      関西セミナーハウス,京都市
    • 年月日
      2007-08-07
  • [学会発表] Colloidal photonic crystal films for straill distribution of plastic defomlation as change of structural color2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi, Sawada Tsutomu
    • 学会等名
      Gordon Research Conerence, Supermolecules&Assemblies, Chemistry of Functional Materials
    • 発表場所
      II Ciocco,Lucca(Barga),Italy
    • 年月日
      2007-05-09
  • [図書] Closely packed colloidal crystal assembled with nano-particles and its application fof smart materials with tunable structural color, Nanoparticle Technology Handbook2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fudouzi
    • 総ページ数
      515-520
    • 出版者
      ELSEIVIER
  • [備考]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/Smart/fpam

  • [産業財産権] 人工オパール膜生成装置2008

    • 発明者名
      不動 寺浩、澤田 勉、北村 健二
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構理事長
    • 産業財産権番号
      日本国特許、特願2008-76953
    • 出願年月日
      2008-03-25

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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