角度依存性 い鮮や 構造色を示す生 物に倣い
非退色性 構造発色性顔料 光学 バイスを構築
－安全 退色性 い有機-無機融合顔料や表示材料 応用に期待－
名古屋大学大学院工学研究科 研究科長：新美 智秀 竹岡 敬和 け ゆ
准教授 研究 ルー 東京理科大学 岡 伸也 や 准教授と 共 研 究 角度依存性 い構造色を示す生物 組織を参考に 退色性 少 い構造発色性顔 料 び色相が変化する光学 バイスを開発
例え ある種 カケス うに 鮮や 角度依存性 い構造色を示す羽を持つ鳥が くさ いることが知 い す そ 多くが 羽 中に多数存在するサ ロンサイ 網目が短距離秩序を有する に 特定 波長領域 可視光が干渉性 散乱を引 起こ 角度依存性が小さい構造色を示す可能性があ す そ う 微細構造 存在 け
鳥 羽 見 目 白 く 決 鮮や 色を発現 鮮や 角度依存性 い構造色を示す羽 に そ 微細構造 背景に黒色物質が存在することが必要 す 本研究 鳥 羽肢 微細構造と類似 構造を有機-無機融合材料を用い 人工的に精密 に作ること そ 組織構造と光学的性質と 因果関係を調 結果 鮮や 角度依存性
い構造色を示す に 干渉性散乱を生 る構造体 膜厚 制御と黒色背景 両方 存在 が重要 あることを明 に 得 知見を元に 様々 鮮や 角度依存性 い構造色を示す退色性 少 い有機－無機融合顔料を シ カ微粒子 安価 安全 安定
無機材料と高 子電解質を利用 作ることが ることを示 膜厚を精密 に制御 調製 干渉性散乱を生 る構造体 背景に ロスニコルを配置 背景 光 透過性を制御することに 構造発色性を 替えること るシス 構築に 成 功
本研究成果 2017年 4 27日午前 10 時 独国時間：日本時間 27 日 17 時 発行 ドイツ 国際学術雑誌 Advanced Materials 誌に掲載さ
構造発色性 生物組織に倣い
非退色性 有機無機融合顔料や
色相 変化する光学 バイスを開発
〜安全で安価な有機-無機融 材料からなる環境低負荷な色材〜
概要
古屋大学大学院 学研究科 竹岡敬和准教授 東京理科大学 岡伸也准教 授 共 研究 角度依 性 い構造色 示 鳥 羽 参考 無機微粒子 高 子電解質 用い 色性 少 い構造発色性顔料 び色相 変化 光学
開発
－ ケ 鮮や 構造色 示 羽 サ ロンサ 特定 大 さ 細孔 短距離秩序 持 等方的 布 状態 い 各 細孔 散乱 光 秩序構造 あ 干渉 強 う結果 羽 構造色
示 可能性 持 う 構造 あ 羽 鮮や
構造色 観測さ う 構造 非干渉性 多重散乱 可
視光 全域 生 う そ 影響
強 羽 白
く見え う 図 右 青い － ケ 羽 可視光
波長 長さ 屈 率 変化 短距離秩 序 微細構造
そ 背後 在 黒色 ニン顆 粒 利用 鮮
や 角度依 性 い構造色 示 図 知 い う
ニ 利用 構造発色性 生物 他 沢山い
本研究 述 青い鳥 羽 構造 模倣 短距離秩序
図１ 青い色 羽を持つス ラーカケス 左 とそ アルビノ種 右 ：両鳥 羽に 短距離秩序を有する細孔構造があるが 左 種 に そ 裏 に メ ラ ニ ン 顆 粒 が 存 在 す る Reproduced with permission from nature’s pic’s (www.maturespicsonline.com) 左 Reproduced with permission from Mr. Bill Schmoker(http://www.schmoker.org/BirdPics/Whitey.html) 右
微細構造 生 角度依 性 い構造色 対 背 景 黒色物質 影響
い 調
そ 青い鳥 羽 参考 構造発 色性材料 黒色 石英基板 粒径 揃 サ ロン サ 球形
粒子 コロ
集
体 高 子電解質 Layer-by-Layer法(LbL法) 融 作製
図 黒色 基板 作製 コロ 集 体 膜厚 増大
共 角度依 性 い鮮や 構造色 示 う 膜厚 約1〜2μm 場 そ 構造色 最
鮮や 見え う
発色 ニ 利 用 顔料 作製
粒径 5 μm 黒 色 微 粒 子 芯材 利用 そ
周 LbL 法 様 コロ
集 体 形 そ 結果 用い コロ 粒子 大 さ 応
異 色 い 示 構造発色性顔料 得 明 図 さ
発色 ニ 利用 構造色 発色性 替え 光学
構築 取 組 コロ 集 体 背景 二枚 偏光板
図 透明 基板 び 黒色基板 LbL
法 用い 調製 短距離秩序 微粒子集 体 光学 写真：背景 黒い 鮮や 構造色 示 う 示 数 LbL法 積層回数
図 黒色微粒子 コ LbL 法 調製 短距離秩序 微粒子 高 子電解質 融 体： 微粒子 粒径 応 様々 色 示
利用 黒色 度 い 可変 用い そ 黒色 度 い 応 構
造色 鮮や さ 制御 明 図
本研究 果 2017年4 27日午前10時発行 独国時間：日本時間27日17時 国際学術
雑 誌 Advanced Materials 誌 掲 載さ
背景
長 期 間 屋 外 貼 ー
色あ 状態 い 目 人 多い う う ー 紫外線
解 や い ローや ゼン 染料 機色素 使わ 長い時間
陽光 晒さ そ 染料 元 色 い 失 他 水
や化学物質 反応 色 場 あ そ 比 顔料 中 耐光
性 耐水性 耐薬品性 酸化還元性 (特 無機顔料) 多く 様々 用途 利用さ い 無機顔料 毒性 高い重金属 使用 化 物 い
多い 化粧品 人 直接触 う 用途 使用 種類 限定さ
い 染料 関 化粧品 配 関 規制 厳 く い
わ ーロ 中心 広 環境 対 配慮 そ 他 用途 染料や顔料
使用 材質 い 後 規制 強化さ 考え 々
豊 生活 様々 鮮や 色 示 色 い染料や顔料 色材 在 欠 く い さ 低毒性 低環境負荷性 備え 色材 安価 大量
得 う 後 々 暮 永続的 発展可能 快適 後押
う そ 自然界 豊富 在 環境負荷 低い自然調和性 優 化 物 利用 色材作 求 考え 構造発色性材料 そ う 色材 候補 考え 研究 取 組 い
従来 構造発色性材料 ー あ 感や角度依 性 無く
関 々 過去 研究 例え Angewandte Chemie International Ed. 52, 7261 (2013)
世界中 取 組 う さ 機能性 高い構
造発色性材料 開発 取 組 環境 変化や刺激 応 色 変わ う 構
図 粒径 異 微粒子 短距離秩序 集
膜 背景 2 枚 偏光 ー 白 黒 変え 集 膜 色調 変化
造発色性材料 研究 進 い
ポイン
構造色 紹 “光 波長サ 異 屈 率 物質 周期構造 在 起因 光 照射角度や見 角度 変化 色” あ 説明さ
多く見 説明 必 正確 あ 生物や人 物
両系 い 周期構造 く 短距離秩序 あ 構造 基 く色 観測さ そ 色 角度依 性 ほ い 最近 多く 研究 明
い 光 波長サ 微細構造 あ 必 明確 色相
色 観測さ 訳 い 鮮や 構造色 示 黒色物質 助 必要
例え 鮮や 青色 示 蝶 羽 微細構造 背後 黒や焦 茶色 色素 在 そ う 色素 い種 蝶 羽 特定 方向 青い反射
強く見え 全体的 白 く 黒い色素 抜く 白い 模様
作 出 い 蝶 知 い 生物 く 多く 構造発色性材料 さ
示 写真 見 そ 背景 黒色 紙 い 撮影 色鮮
や 見 施 い
鮮や 色相 構造色発現 光 波長サ 微細構造 原因 生 干渉 色 加え 可視光領域 他 波長 光 散乱 抑え 黒色背景 在 重要
理解 々 人 鮮や 構造発色性材料 構築 黒色 背景 利用 材料研究 取 組
成果 意義
光 波長サ 秩序構造 膜厚 制御 そ 背景 黒色物質 置く 組 わ 安全安価 非 色性 機-無機融 顔料 調製や 色相 可逆 変化 光
学 構築 可能
用語説明
構造色：光 波長サ 微細構造 原因 生 干渉色
論文名
出典： Advanced Materials (2017): DOI：10.1002/adma.201605050
タ イ ト ル ：Bio-inspired Bright Structurally Coloured Colloidal Amorphous Array Enhanced by Controlling Thickness and Black Background
著者名：岩田政典1、手島翠1、関隆広1、 岡伸也2、竹岡敬和1 所属：1名古屋大学大学院工学研究科有機・高分子化学専攻
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東京理科大学理工学部物理学科
