異方的な静電反発力を内包した、巨大単結晶のようなソフトマテリアル

一种类似巨型单晶的软材料，具有各向异性静电斥力

• 批准号: 16J08492
• 负责人: 佐野 航季
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08492/
• 关键词: ゲル; 複合材料; 静電反発力; ナノシート; 磁場配向; 異方性; 構造色; 液晶; 非平衡; 時空間パターン; ハイドロゲル

本研究は、負に帯電した無機ナノシート間に働く静電反発力を利用することによって、高度に制御された階層的異方構造からなる巨大単結晶のようなソフトマテリアルを設計するとともに、その異方的な静電反発力に起因する破格の物性・機能の開拓を目指す。最終年目である当該年度は主に、前年度までに得られた世界最大の力学的異方性を有するハイドロゲルの基礎科学的理解を深めるとともに、力学的・光学的機能への応用探索を行った。まず、小角X線散乱測定や共焦点レーザー顕微鏡を用いることで、得られたハイドロゲルの三次元構造解析を行い、内部構造を明らかにした。これによって得られた内部構造情報とハイドロゲルの力学的異方性の関係について詳細に検討した。次に、力学的異方性が異なる種々のハイドロゲルを利用することによって、力学的異方性がどのように免震性能に影響を及ぼしているかについて精査した。本研究で得られた知見は、より高性能な免震材料を作製するための合理的な設計指針となりえる。さらに、得られたハイドロゲルはその内部に、無機ナノシートが超長距離かつ一定間隔で配列したフォトニック構造を有することから、動的フォトニック機能への展開も行なった。このフォトニックゲルに機械的刺激を与えて圧縮・解放したところ、ナノシート間の距離が大きく変わる結果、それに伴って構造色も赤色から青色に渡って可逆的に変化することが明らかになった。このような動的フォトニックゲルはセンサーや反射型フルカラーディスプレイなどへの応用に繋がると期待される。

This study aims to explore the use of electrostatic reaction force between negative and inorganic layers, and to explore the causes of electrostatic reaction force between negative and inorganic layers. In the final year, the world's largest mechanical heterogeneity was achieved in the previous year, and the fundamental scientific understanding of mechanics and optics was deepened. Small angle X-ray scattering measurement and confocal microscopy are used in the analysis of three-dimensional structure. The internal structure information and the anisotropic relationship of the mechanics are discussed in detail. In addition, the anisotropy of mechanics has a great influence on the seismic isolation performance. This study has obtained reasonable design guidelines for manufacturing high performance seismic isolation materials. In addition, it is necessary to carry out the internal and external functions of the company, such as long distance, fixed distance, fixed distance, etc. The mechanical stimulation of this phenomenon is related to the reduction of pressure and the reduction of the distance between the two phenomena. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone who's been in a relationship with someone else.

项目成果

無機ナノシート間に働く巨大な静電反発力を内容した異方性ハイドロゲル

无机纳米片之间具有巨大静电斥力的各向异性水凝胶

• 发表时间: 2017
• 作者: 佐野 航季;海老名 保男;佐々木 高義;石田 康博;相田 卓三
• 通讯作者: 相田 卓三

Anisotropic Soft Materials Based on the Electrostatic Repulsion between Charged Nanosheets (1) : Dynamic Photonic Structure and Its Spatiotemporal Pattern Formation

基于带电纳米片间静电斥力的各向异性软材料（一）：动态光子结构及其时空图案形成

• 发表时间: 2017
• 作者: 佐野航季;海老名保男;佐々木高義;石田康博;相田卓三
• 通讯作者: 相田卓三

静電反発力を利用した超巨大周期構造からなる動的フォトニック構造体

利用静电斥力由超大周期结构组成的动态光子结构

• 发表时间: 2017
• 作者: 佐野 航季;海老名 保男;佐々木 高義;石田 康博;相田 卓三
• 通讯作者: 相田 卓三

Spontaneous Direct Band Gap, High Hole Mobility, and Huge Exciton Energy in Atomic-Thin TiO2 Nanosheet

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b02792
• 发表时间: 2018-08
• 期刊: Chemistry of Materials
• 影响因子: 8.6
• 作者: Wei Zhou;N. Umezawa;R. Ma;Nobuyuki Sakai;Y. Ebina;Kôkiti Sano;Mingjie Liu;Y. Ishida;T. Aida-T.

巨大な静電反発力を用いた力学的異方性ゲル

利用巨大静电斥力的机械各向异性凝胶

• 发表时间: 2017
• 作者: 佐野航季;海老名保男;佐々木高義;石田康博;相田卓三
• 通讯作者: 相田卓三