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2016 年度 実績報告書

メラニン顆粒を模倣した黒色粒子による艶感制御を伴う単色構造色材料の開発

公募研究

研究領域生物多様性を規範とする革新的材料技術
研究課題/領域番号 15H01593
研究機関千葉大学

研究代表者

桑折 道済  千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80512376)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードポリドーパミン / 構造色 / メラニン / バイオミメティック
研究実績の概要

雄のクジャクの羽毛は構造色による色であり,羽毛内部に含まれるメラニン顆粒が形成する微細なナノ構造に光があたることで鮮やかな発色が起こっている。本研究では,クジャクの羽毛の発色機構から着想したバイオミメティック構造色材料の開発ならびにインク化への応用を目的とした。自然界での構造発色において重要な役割りを担っているメラニンの模倣体としてポリドーパミンを用い,ポリドーパミンを基盤とする微粒子材料の集積により構造色材料の開発を行なった。ポリスチレン粒子をコア材とし,ポリドーパミン層をシェル層とする階層構造粒子を設計・作製することでインク化への応用を達成する上で大きな課題であった固体状態での視認性の高い構造発色を実現した。ポリドーパミン層の厚みを制御することで,粒子の集積挙動に大きな影響が出ることを見出し,素材となる粒子を精密に制御することで,最終的に作製される構造色ペレット材料の構造色の角度依存性を制御することに成功した。さらに,ディップコーターを用いることで,積層数を制御した粒子配列方法を行い,積層膜の厚みと構造発色の関係性を導いた。また,インクジェット装置による粒子分散液の塗布により,微細領域での粒子配列を制御し,インクジェット法により視認性の高い構造発色を達成した。また,複数の粒径の粒子混合による中間色の発現,粒子を濃縮状態で固定した球状・繊維状3次元構造色材料の開発にも成功し,構造発色を基盤とするインク状色材開発において重要な基盤技術の確立に成功した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 14件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ポリドーパミン-無機複合薄膜を用いる鳩の羽毛を模倣した構造発色2017

    • 著者名/発表者名
      河村彩香,桑折道済,奥博行,濵田紘佑,中川恵介,谷口竜王,岸川圭希
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 74 ページ: 54-58

    • DOI

      doi.org/10.1295/koron.2016-0044

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In-situ assembly of diblock copolymers onto submicron-sized particles for preparation of core-shell and ellipsoidal particles2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hamada, M. Kohri, T. Taniguchi, and K. Kishikawa
    • 雑誌名

      Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects

      巻: 512 ページ: 80-86

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.10.035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Why chiral tartaric imide derivatives give large helical twisting powers in nematic liquid crystal phases: substituent-effect approach to investigate intermolecular interactions between dopant and liquid crystalline molecules2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kishikawa, Y. Furukawa, T. Watanabe, M. Kohri, T. Taniguchi, and S. Kohmoto
    • 雑誌名

      Liq. Cryst.

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      doi.org/10.1080/02678292.2016.1255361

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen bond network-stabilization of blue phases by addition of a chiral N-(10-hydroxydecyl)succinimide derivative and alkane diols2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kishikawa, Y. Furukawa, T. Watanabe, M. Kohri, T. Taniguchi, and S. Kohmoto
    • 雑誌名

      Liq. Cryst.

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      doi.org/10.1080/02678292.2017.1295477

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape-assisted self-organization in highly disordered liquid crystal phases2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kishikawa, Y. Yamamoto, G. Watanabe, A. Kawamura, M. Kohri, T. Taniguchi
    • 雑誌名

      Angew. Chem., Int. Ed.

      巻: 56 ページ: 4598-4602

    • DOI

      doi:10.1002/anie.201700809

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bright structural color films independent of background prepared by the dip-coating of biomimetic melanin-like particles having polydopamine shell layers2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kohri, S. Yamazaki, A. Kawamura, T. Taniguchi, and K. Kishikawa
    • 雑誌名

      Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.colsurfa.2017.03.035

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural color tuning: Mixing melanin-like particles with different diameters to create neutral colors2017

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, M. Kohri, S. Yoshioka, T. Taniguchi, and K. Kishikawa
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 ページ: 3824-3830

    • DOI

      doi:10.1021/acs.langmuir.7b00707

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] メラニン模倣体「ポリドーパミン」を用いる構造色材料2017

    • 著者名/発表者名
      桑折道済,河村彩香
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 66 ページ: 25-28

  • [雑誌論文] 孔雀の羽の発色を素材・構造ともに再現した構造色材料2017

    • 著者名/発表者名
      河村彩香,桑折道済
    • 雑誌名

      コンバーテック

      巻: 2 ページ: 62-65

  • [雑誌論文] ポリドーパミンを利用した表面改質技術と光学材料への応用2017

    • 著者名/発表者名
      河村彩香,桑折道済
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 68 ページ: 138-142

  • [雑誌論文] メラニン模倣粒子の規則配列による高視認性構造色フィルムの作製2017

    • 著者名/発表者名
      山崎成章,河村彩香,桑折道済
    • 雑誌名

      塗装工学

      巻: - ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] Full-color biomimetic photonic materials with iridescent and non-iridescent structural colors2016

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, M. Kohri, G. Morimoto, Y. Nannichi, T. Taniguchi, and K. Kishikawa
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 ページ: 33984

    • DOI

      doi: 10.1038/srep33984

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface modification of polydopamine particles via magnetically-responsive surfactants2016

    • 著者名/発表者名
      A. Kawamura, M. Kohri, T. Taniguchi, and K. Kishikawa
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Jpn.

      巻: 41 ページ: 301-304

    • DOI

      doi.org/10.14723/tmrsj.41.301

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polydopamine particle as a particulate emulsifier2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nishizawa, A. Kawamura, M. Kohri, Y. Nakamura, and S. Fujii
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 8 ページ: 82

    • DOI

      doi: 10.3390/polym8030062

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polystyrene latex particles containing europium complexes prepared by miniemulsion polymerization using bovine serum albumin as a surfactant for biochemical diagnosis2016

    • 著者名/発表者名
      T. Aikawa, A. Mizuno, M. Kohri, T. Taniguchi, K. Kishikawa, and T. Nakahira
    • 雑誌名

      Colloids Surf. B: Biointerfaces

      巻: 145 ページ: 152-159

    • DOI

      doi:10.1016/j.colsurfb.2016.04.055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] hotonic crystals fabricated by block copolymerization-induced microphase separation2016

    • 著者名/発表者名
      R. Motokawa, T. Taniguchi, T. Kumada, Y. Iida, S. Aoyagi, Y. Sasaki, M. Kohri, and K. Kishikawa
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 49 ページ: 6041-6049

    • DOI

      doi: 10.1021/acs.macromol.6b01190

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 構造色を用いた次世代IJインク2016

    • 著者名/発表者名
      河村彩香,桑折道済
    • 雑誌名

      印刷雑誌

      巻: 99 ページ: 39-44

  • [学会発表] メラニン模倣化学:ポリドーパミン複合粒子の創成と微細領域での配列規制に基づく構造色インクの開発2017

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      野口遵研究助成金講演会
    • 発表場所
      如水会館
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Biomimetic structural color materials from melanin-like particles2017

    • 著者名/発表者名
      ◯M. Kohri, A. Kawamura, G. Morimoto
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Neo-biomimetics VII
    • 発表場所
      産総研お台場
    • 年月日
      2017-02-17 – 2017-02-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリドーパミン界面を用いる機能材料創成2017

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      第27回繊維学会西部支部セミナー
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-02-02 – 2017-02-02
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリドーパミンをメラニン模倣体として活用する色材開発2017

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      第1回ポリマー材料科学若手研究会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2017-01-20 – 2017-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリドーパミンをメラニン模倣体として活用する色材開発2016

    • 著者名/発表者名
      ○桑折道済・河村彩香・山崎成章・柳本賢士・谷口竜王・岸川圭希
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜開港記念会館
    • 年月日
      2016-12-19 – 2016-12-22
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリマー粒子研究の最新動向とその将来展望2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 黒色粒子を用いる視認性の高い構造色の発現と利用2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      電子ペーパー/フレキシブル技術部会研究会
    • 発表場所
      日本化学会館
    • 年月日
      2016-10-21 – 2016-10-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Biomimetic structural colors inspired by bird feathers2016

    • 著者名/発表者名
      ○M. Kohri, A. Kawamura, and G. Morimoto
    • 学会等名
      5th Nagoya Biomimetics International Symposium(NaBIS)
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-10-20 – 2016-10-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of structural color materials via assembly of biomimetic polydopamine particles2016

    • 著者名/発表者名
      ○M. Kohri, A. Kawamura, K. Yanagimoto, S. Yamazaki, Y. Nannichi, T. Taniguchi, K. Kishikawa, G. Morimoto
    • 学会等名
      Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology(AsiaNANO2016)
    • 発表場所
      札幌コンベンションホール
    • 年月日
      2016-10-10 – 2016-10-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Biomimetic structural color materials based on core-shell particles having melanin-like shell layers2016

    • 著者名/発表者名
      ○A. Kawamura, M. Kohri, T. Taniguchi, K. Kishikawa, G. Morimoto
    • 学会等名
      Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology(AsiaNANO2016)
    • 発表場所
      札幌コンベンションホール
    • 年月日
      2016-10-10 – 2016-10-13
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリドーパミンを基盤とするバイオミメティック材料2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      新化学技術推進協会(JACI)先端化学・材料技術部会新素材分科会講演会
    • 発表場所
      三番町KSビル
    • 年月日
      2016-10-05 – 2016-10-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Biomimetic structural color via assembly of melanin-like polydopamine particles2016

    • 著者名/発表者名
      ○M. Kohri, A. Kawamura, K. Yanagimoto, S. Yamazaki, Y. Nannichi, T. Taniguchi, K. Kishikawa
    • 学会等名
      30th Conference of the European Colloid and Interface Society(ECIS2016)
    • 発表場所
      ローマ大学(イタリア)
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of structural color materials from core-shell particles having melanin-like shell layers2016

    • 著者名/発表者名
      ○A. Kawamura, M. Kohri, T. Taniguchi, K. Kishikawa
    • 学会等名
      30th Conference of the European Colloid and Interface Society(ECIS2016)
    • 発表場所
      ローマ大学(イタリア)
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリドーパミンを基盤とする機能材料作製2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      第157回東海高分子研究会講演会(夏期合宿)
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-09-02 – 2016-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] ポリドーパミンを基盤とする材料表面改質と構造色色材の開発2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      関西大学先端科学技術推進機構研究部門別発表会 (第52回)
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-08-02 – 2016-08-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体模倣高分子「ポリドーパミン」を基盤とする機能材料開発2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      日本大学特別講義
    • 発表場所
      日本大学習志野キャンパス
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 孔雀の羽からのインク開発2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      2016年第1回千葉大学化学教育研究懇談会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2016-07-13 – 2016-07-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然に学ぶ材料設計:構造色を基盤とする新たな色材開発2016

    • 著者名/発表者名
      桑折道済
    • 学会等名
      千葉大学あかりんアワー
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-14
    • 招待講演
  • [図書] Polymer science: research advances, practical applications and educational aspects2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kohri and A. Kawamura
    • 総ページ数
      591(159-168)
    • 出版者
      Formatex Research Center
  • [備考] 生体模倣高分子研究室HP

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb03/saito/toppu.html

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公開日: 2018-01-16  

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