外部刺激に応じて集合的コロイド運動が誘起される粒子配列体による音調可視化への挑戦

使用粒子阵列诱导集体胶体运动以响应外部刺激对色调可视化的挑战

• 批准号: 22KJ0247
• 负责人: 波形 光
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0247/
• 关键词: コロイド結晶; Yolk-shell; 電場応答性

本研究では、中空のシェルと可動性のコア粒子からなる卵型粒子を用いて規則配列体を作製し、その光学特性を外部からの刺激によって変化させることを目的とする。本年度は、(1) 卵型粒子のコア粒子サイズ及び周囲の電解質濃度が光学特性に及ぼす影響の検討、(2) 粒子配列体の間隙への骨格成分導入による配列構造の安定化について検討した。(1) について、コア粒子がシェル内部で動くことのできる範囲はコアとシェル内壁間の静電的な相互作用に基づいて決まる。そこで、コアの小粒径化または電解質の添加により静電相互作用を弱めることでコアの可動域を拡大させた。種々の条件に調整した卵型粒子について、コア粒子の運動を共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、コアのサイズが小さいかつ周囲の電解質濃度が高い場合にコアの可動域が拡大することが確かめられた。さらに、それらの規則配列体について電場有/無で光の反射スペクトルを測定すると、コア粒子の可動域が大きいほど無電場時に配列構造が乱雑となり、反射ピーク強度が低下することがわかった。一方ですべての配列体について電場印加時には粒子配列が規則的となり、反射ピーク強度は向上した。以上の検討により、コアサイズおよび周囲の電解質濃度を調節することで卵型粒子配列体の光学特性の制御性が向上することが明らかとなった。(2) について、現行の手法では卵型粒子は水中で規則構造を形成しており、振動等の刺激によりその構造が崩壊し得ることが確認されている。そこで骨格となる成分を卵型粒子配列体の間隙に充填し、配列構造を補強する手法について検討を行った。令和4年度は主に骨格成分としてシリカを検討してきたが、次年度はアクリル系の有機ポリマーを用いる手法についても検討する。これにより、骨格由来の光散乱の低減や、熱、振動や引張といった新たな外部刺激による光学特性制御能の獲得を目指す。

In this study, we tested the maneuverability of particles, the size of egg particles, the configuration of optical properties, and the external stimuli of optical properties. the purpose of this study is to improve the mobility of particles. This year, (1) the egg-shaped particles were used to determine the optical properties of the particles, and (2) the gap and bone lattice components of the particles were added to the column to stabilize the particles. (1) the interaction between the inner walls of the particles is determined in the range of the internal dynamics of the particles. The size of the cell is small, and the static interaction is weak. Under different conditions, the egg-shaped particles, the confocal particles, the micrographs, the microphones, the micrographs, the microscopes, the micrographs, the microscopes, the microphones, the There are

项目成果

Colloidal crystals from rattle-type particles with control over the Bragg scattering strength using an external AC electric field

使用外部交流电场控制布拉格散射强度的拨浪鼓型颗粒胶体晶体

• 发表时间: 2022
• 作者: Hikaru Namigata;Tom A. J. Welling;Keishi Suga;Marjin A. van Huis;Alfons van Blaaderen;Daisuke Nagao;Kanako Watanabe
• 通讯作者: Kanako Watanabe

電場印加により集合的規則運動が誘起されるコロイド配列体の光学特性制御

通过施加电场诱导胶体阵列的集体有序运动的光学特性的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Hikaru Namigata;Tom A. J. Welling;Keishi Suga;Marijn A. van Huis;Alfons van Blaaderen;Daisuke Nagao;Kanako Watanabe;波形光
• 通讯作者: 波形光

金属ナノ粒子集積体における粒子間距離が遠方場相互作用に及ぼす影響

颗粒间距离对金属纳米颗粒聚集体远场相互作用的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 古川孝士;長谷川将史;波形光;渡部花奈子;菅恵嗣;長尾大輔
• 通讯作者: 長尾大輔

ユトレヒト大学(オランダ)

乌得勒支大学（荷兰）