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ねじれ棒状液晶性粒子の合成とコレステリック相に基づく構造色の発現

基于胆甾相的扭棒状液晶颗粒的合成及结构色表达

基本信息

批准号：
22K14562
负责人：
加藤利喜
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の無機物ベースのコロイド液晶は単純な形状の粒子からなり、有機物からなる液晶と比べて単純配向しただけの液晶であったため、機能性に乏しかった。そこで本研究では、生物が鉱物を生み出すバイオミネラリゼーションに倣うことで、構造色を示す新規コロイド液晶の開発を目的とする。具体的にはアミノ酸存在下で結晶成長を行うことによってねじれ棒状粒子を合成し、その形状によって誘起されたコレステリック相による構造色材料の開発を最終目標としている。2022年度では、まずバイオミネラリゼーションに倣い、アパタイトベース粒子の合成条件を検討した。その結果、非常に粒径分布の狭い液晶性棒状粒子の合成に成功した。基本的な粒子構造や液晶性の評価を行った。次にアミノ酸存在下でアパタイトベースの粒子を合成することを試みた。すると予想に反してねじれ構造ではなく、長さは850nm、直径150nm程度の紡錘状の粒子を合成することができた。その粒子の形状やサイズはアミノ酸種や濃度などの合成条件によって制御することができ、最大で長さ3μmを超える粒子も合成できた。直径に対する長さのアスペクト比が６程度であったため、比較的高い粒子濃度で液晶相を形成した。さらに、特定の条件下ではその液晶構造に基づいていると思われる構造色を示した。当初の予定であったコレステリック相からなる構造色ではなかったが、新奇構造色材料として粒子の構造、液晶性、構造色についての評価を行った。

In the future, inorganic substances and liquid crystals are pure in shape and particle, organic substances and liquid crystals are pure in alignment and functional. This study aims to develop new structures for the development of liquid crystals. In the presence of specific acids, crystal growth occurs in the form of rod-like particles. In 2022, the synthesis conditions of particles were discussed. As a result, the synthesis of liquid crystalline rod-like particles with narrow particle size distribution was successful. Comments on basic particle structure and liquid crystal properties are carried out. In the presence of acid, it is possible to synthesize particles. The structure of the particles is expected to be composed of spindle-shaped particles with a length of 850nm and a diameter of 150nm. The shape of the particles is different from that of the acid species, and the concentration of the particles is different from that of the particles. The liquid crystal phase is formed by a relatively high particle concentration. In addition, under certain conditions, the liquid crystal structure is based on the structure color. The structure, liquid crystal properties and structural colors of novel structural color materials and particles are evaluated.