ソフトマテリアルへのメソスコピックな立体規則構造の付与とその光学的性質の評価

本研究は感温性モノマーと電解質モノマーの共重合により温度、pH、イオン強度などの外部刺激に応答する感温性高分子電解質ゲルを、最密充填型シリカコロイド結晶を鋳型に用いて合成し、様々な外部環境変化に応じて構造色変化応答を示すようなソフトマテリアルを創製することを目的とした。二年間の研究を通して、サブマイクロスケールオーダーの単分散性シリカ微粒子からなる最密充填型シリカコロイド結晶を鋳型として得られる多孔質ゲルが鋳型の構造を保持することで構造色を示し、さらに、ゲルの体積変化に伴いその色調を変化させることを明らかにした。また、感温性モノマーと電解質モノママーの共重合により得られた多孔質ゲルのバッファー中における反射スペクトル測定より、ゲルの体積変化に伴う最大反射波長λ_<max>の変化および色調の変化が観測された。さらに、この、λ_<max>の変化量はゲル網目中の固定イオン基含有量の増加に伴い大きくなることがわかった。同様に、温度、イオン強度変化による多孔質ゲルから観測されるλ_<max>のシフトも確認できた。以上より、ゲルにシリカコロイド結晶の持つ微細な規則構造を保持させることで温度、pH、イオン強度といった外部刺激に応答し、構造色を変化させるゲルを得ることに成功した。

本研究は感温性モノマーと電解質モノマーの共重合により温度、pH、イオン強度などの外部刺激に応答する感温性高分子電解質ゲルを、最密充填型シリカコロイド結晶を鋳型に用いて合成し、様々な外部環境変化に応じて構造色変化応答を示すようなソフトマテリアルを創製することを目的とした。二年間の研究を通して、サブマイクロスケールオーダーの単分散性シリカ微粒子からなる最密充填型シリカコロイド結晶を鋳型として得られる多孔質ゲルが鋳型の構造を保持することで構造色を示し、さらに、ゲルの体積変化に伴いその色調を変化させることを明らかにした。また、感温性モノマーと電解質モノママーの共重合により得られた多孔質ゲルのバッファー中における反射スペクトル測定より、ゲルの体積変化に伴う最大反射波長λ_<max>の変化および色調の変化が観測された。さらに、この、λ_<max>の変化量はゲル網目中の固定イオン基含有量の増加に伴い大きくなることがわかった。同様に、温度、イオン強度変化による多孔質ゲルから観測されるλ_<max>のシフトも確認できた。以上より、ゲルにシリカコロイド結晶の持つ微細な規則構造を保持させることで温度、pH、イオン強度といった外部刺激に応答し、構造色を変化させるゲルを得ることに成功した。