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2010 年度 実績報告書

流動によるコロイド結晶の形状制御と新しい光機能性材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22686063
研究機関横浜国立大学

研究代表者

金井 俊光  横浜国立大学, 工学研究院, 助教 (10442948)

キーワードコロイド結晶 / フォトニック結晶 / ゲル / マイクロ流体
研究概要

本研究では、荷電コロイド結晶をキャピラリー内で流動させることで、様々な形状の高品質コロイド結晶を作製し、その形状を生かした新しい光機能性材料へ応用することを目的としている。本年度は、マイクロフルイディクス技術を発展させ、コロイド結晶をシェルにもつコアーシェル粒子の作製に成功し、センサー機能を有した新しいマイクロカプセルとして利用できることを示した。具体的には、まずガラスキャピラリーを組み合わせてダブルエマルション形成用のマイクロ流体デバイスを作製した。このデバイス内に荷電コロイド結晶とオイルを同時に流動させた。シリンジポンプを用いて流速を制御することで、荷電コロイド結晶をシェルに持つ安定な0/W/0ダブルエマルションを得ることに成功した。次に、荷電コロイド結晶の粒子配列とシェル形状を高分子ゲルで固定化することを試みた。予め荷電コロイド結晶内にゲル化剤を溶解しておき、ダブルエマルション形成後、光照射しゲル化剤を光重合することで、コロイド結晶の粒子配列とシェル形状を高分子ゲルで固定化することに成功した。さらに高分子ゲルとして、温度応答性を有するポリ-N-イソプロピルアクリルアミドゲルを用いることで、温度応答性を有するコロイド結晶ゲルをシェルに持つマイクロカプセルを作製できた。このコロイド結晶ゲルは、温度を上げるとゲルが収縮するため、ゲルに固定化されたコロイド結晶の格子定数が減少する。これによりコロイド結晶のブラッグ反射色を変化させることができた。本材料は、周囲や内包物質の温度変化によりブラッグ反射色や反射波長が変化するセンサー機能を有したマイクロカプセルとしての利用が期待される。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] マイクロ流体デバイスを用いた球状コロイド結晶ゲルの作製2011

    • 著者名/発表者名
      金井俊光
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gel-Immobilized Colloidal Crystal Shell with Enhanced Thermal Sensitivity at Photonic Wavelength2010

    • 著者名/発表者名
      T. Kanai, D. Lee, H. C. Shum, R. K. Shah, D.A. Weitz
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 22 ページ: 4998-5002

    • DOI

      DOI:10.1002/adma.201002055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Large-Area Silica Colloidal Crystals immobilized in Hydrogel Film2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kanai, T.Sawada, J.Yamanaka
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 118 ページ: 370-373

    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いたフィルム状および球状コロイドフォトニック結晶ゲルの作製2010

    • 著者名/発表者名
      金井俊光
    • 学会等名
      国際粉体工業展東京2010
    • 発表場所
      東京都、東京ビッグサイト
    • 年月日
      2010-12-02
  • [学会発表] ゲル固定コロイドフォトニック結晶の作製2010

    • 著者名/発表者名
      金井俊光
    • 学会等名
      高分子学会 第29回無機高分子研究討論会
    • 発表場所
      東京都、東京理科大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-12
  • [学会発表] 流動による高品質コロイド結晶の作製2010

    • 著者名/発表者名
      金井俊光
    • 学会等名
      化学工学会 第42回秋季大会
    • 発表場所
      京都府、同志社大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Preparation of Dry Colloidal Crystals without Cracks2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kanai, T.Sawada
    • 学会等名
      11th International Conference on Ceramic Processing Science, ICCPS-11
    • 発表場所
      スイス、チューリッヒ工科大学
    • 年月日
      2010-08-30
  • [備考]

    • URL

      http://www.tkanailab.ynu.ac.jp/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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