2022/03/30 更新

写真a

タカオカ ユキカズ
竹岡 敬和
TAKEOKA, Yukikazu
所属
大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 高分子化学 准教授
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 化学生命工学科
職名
准教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 工学博士 ( 上智大学 ) 

研究分野 13

  1. その他 / その他  / ゲル、コロイド、液晶

  2. その他 / その他  / 高分子・繊維材料

  3. その他 / その他  / 高分子物性

  4. ナノテク・材料 / 生体化学

  5. ナノテク・材料 / 基礎物理化学

  6. ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

  7. ナノテク・材料 / 無機・錯体化学

  8. ナノテク・材料 / グリーンサステイナブルケミストリー、環境化学

  9. ナノテク・材料 / 高分子化学

  10. ナノテク・材料 / 機能物性化学

  11. ナノテク・材料 / 高分子材料

  12. ナノテク・材料 / 有機機能材料

  13. ナノテク・材料 / エネルギー化学

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現在の研究課題とSDGs 1

  1. ソフトマテリアルの機能化

経歴 3

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 高分子化学   准教授

    2017年4月 - 現在

  2. 横浜国立大学大学院工学研究院助手

    1998年7月 - 2004年3月

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    国名:日本国

  3. マサチューセッツ工科大学博士研究員

    1996年4月 - 1998年6月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 上智大学   文化学研究科

    - 1996年

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    国名: 日本国

  2. 上智大学   理工学研究科

    - 1996年

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    国名: 日本国

  3. 上智大学   理工学部   応用化学科

    - 1991年

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本化学会

  2. 高分子学会

  3. 日本化学会

受賞 12

  1. 市村学術賞功績賞

    2016年   市村財団   白色と黒色の材料から作る様々な色の色材の開発

    竹岡敬和

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    受賞区分:出版社・新聞社・財団等の賞  受賞国:日本国

  2. 市村学術賞功績賞

    2016年   市村財団   白色と黒色の材料から作る様々な色の色材の開発

    竹岡敬和

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰  受賞国:日本国

  3. 高分子学会三菱化学賞

    2015年9月   高分子学会  

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    受賞国:日本国

  4. 永井科学技術財団学術賞

    2014年3月   永井科学技術財団  

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    受賞国:日本国

  5. 花王研究奨励賞

    2009年6月   花王芸術財団  

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    受賞国:日本国

  6. 平成19年度 コニカミノルタ画像科学奨励賞

    2007年   コニカミノルタ画像科学振興財団  

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    受賞国:日本国

  7. 第55回コロイドおよび界面化学討論会ポスター賞

    2002年  

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    受賞国:日本国

  8. 財団法人「手島工業教育資金団」手島記念研究賞(手島工業技術研究賞)

    2001年  

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    受賞国:日本国

  9. Award for Encouragement of Research in Materials Science;  The Materials Research Society of Japan (2001)

    2001年  

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    受賞国:日本国

  10. Award for Encouragement of Research in Materials Science;  The Materials Research Society of Japan (2000)

    2000年  

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    受賞国:日本国

  11. 上原生命科学記念財団ポストドクトラルフェロー

    1996年  

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    受賞国:日本国

  12. 米国薬物送達学会、 最優秀論文賞

    1995年  

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論文 250

  1. 角度依存性のない構造発色性材料

    竹岡 敬和

    日本画像学会誌   60 巻 ( 5 ) 頁: 520 - 527   2021年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本画像学会  

    <p>生物多様性保全の観点から,21世紀は,SDGsの達成に向け,環境に配慮したものづくりが求められている.我々の生活を彩り鮮やかで豊かにしてくれる染料や顔料などの色材においても,人の健康や環境に有害になるものは,安全な材料から成る代替品に転換しなければならない.自然界では,毒性が懸念される重金属や化合物を使用せずに,様々な色合いを示す安全で退色性の低い構造発色性材料を既に活用している.本稿では,我々人間が,これまでの生活において利用してきた従来の色材に遜色ない鮮やかな色相で,角度依存性のない構造発色性材料を,安全で安価な白色と黒色の物質からできた素材のみを用いて作れることについて紹介する.</p>

    DOI: 10.11370/isj.60.520

    CiNii Research

  2. Functional polymethacrylate composite elastomer filled with multilayer graphene and silica particles

    Asai F., Seki T., Takeoka Y.

    Carbon Trends   4 巻   2021年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Carbon Trends  

    In this work, a three-component composite elastomer consisting of poly(di(ethylene glycol)methyl ether methacrylate) (PMEO2MA), 110 nm spherical silica particles and multilayer graphene (MLG) is fabricated and its various functions brought about by the characteristic morphology formed by silica particles and MLG are clarified. The presence of silica particles greatly improved the dispersibility of MLG in PMEO2MA, allowing more MLG to be filled. The relative dielectric constant (ε) of the composite elastomers can be increased by increasing the amount of MLG while suppressing the increase in dielectric loss tangent (tanδ). The thermal conductivity of the composite elastomer peak in the middle of the increase in MLGs when the silica particles are not filled, whereas the silica particle-filled system is able to fill the MLGs up to a higher volume fraction and shows higher thermal conductivity. The dynamic viscoelasticity analysis of the composite elastomers shows that the filling effect of MLG is more remarkable in the composite elastomer containing 40 vol% silica particles. The loss factor of vibration damping is found to be larger in the 40 vol% SiO2 - 2.8 vol% MLG composite elastomer over a wider frequency range than in the non-MLG samples.

    DOI: 10.1016/j.cartre.2021.100064

    Scopus

  3. SiO<sub>2</sub>コロイド粒子からなるフォトニックボールの光学特性II

    大貫 良輔, 吉岡 伸也, 竹岡 敬和, 坂井 美紀

    日本物理学会講演概要集   74.1 巻 ( 0 ) 頁: 3135 - 3135   2019年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.74.1.0_3135

    CiNii Research

  4. フォトニックボールにおける発色の角度依存性

    大貫 良輔, 吉岡 伸也, 坂井 美紀, 竹岡 敬和

    日本物理学会講演概要集   74.2 巻 ( 0 ) 頁: 2767 - 2767   2019年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.74.2.0_2767

    CiNii Research

  5. SiO<sub>2</sub>コロイド粒子からなるフォトニックボールの光学特性

    大貫 良輔, 吉岡 伸也, 竹岡 敬和, 坂井 美紀, 関 隆広, 直井 優衣

    日本物理学会講演概要集   73.2 巻 ( 0 ) 頁: 2558 - 2558   2018年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.73.2.0_2558

    CiNii Research

  6. 角度依存性のない構造発色性材料

    竹岡 敬和

    科学と工業   1 巻   頁: 246 - 251   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  7. Fusion Materials for Biomimetic Structurally Colored Materials 査読有り

    竹岡 敬和

    Polymer Journal   47 巻   頁: 106 - 113   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  8. コロイド粒子集合体と光との相互作用

    竹岡 敬和

    化学と工業   印刷中 巻   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  9. 高分子ゲルの靱性と伸張性の向上~架橋点が自由に動くポリロタキサン架橋剤を用いた柔軟性の高い刺激応答性高分子ゲルの構築とその物性

    竹岡 敬和

    MATERIAL STAGE   15 巻   頁: 1 - 4   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  10. 白い粒子と黒い粒子からカラフルな色をつくる

    竹岡 敬和

    塗装工学   50 巻   頁: 76 - 83   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  11. 白い粒子と黒い粒子からカラフルな色をつくる

    竹岡 敬和

    塗装工学   50 巻   頁: 76 - 83   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  12. コロイド粒子集合体と光との相互作用~角膜から学ぶ角度依存性の少ない構造発色性材料の構築~

    竹岡 敬和

    化学と工業   68 巻   頁: 502 - 504   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  13. Extremely stretchable thermosensitive hydrogels by introducing slide-ring polyrotaxane cross-linkers and ionic groups into the polymer network. 国際誌

    Bin Imran A, Esaki K, Gotoh H, Seki T, Ito K, Sakai Y, Takeoka Y

    Nature communications   5 巻   頁: 5124   2014年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    Stimuli-sensitive hydrogels changing their volumes and shapes in response to various stimulations have potential applications in multiple fields. However, these hydrogels have not yet been commercialized due to some problems that need to be overcome. One of the most significant problems is that conventional stimuli-sensitive hydrogels are usually brittle. Here we prepare extremely stretchable thermosensitive hydrogels with good toughness by using polyrotaxane derivatives composed of α-cyclodextrin and polyethylene glycol as cross-linkers and introducing ionic groups into the polymer network. The ionic groups help the polyrotaxane cross-linkers to become well extended in the polymer network. The resulting hydrogels are surprisingly stretchable and tough because the cross-linked α-cyclodextrin molecules can move along the polyethylene glycol chains. In addition, the polyrotaxane cross-linkers can be used with a variety of vinyl monomers; the mechanical properties of the wide variety of polymer gels can be improved by using these cross-linkers.

    DOI: 10.1038/ncomms6124

    Web of Science

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  14. Production of colourful pigments consisting of amorphous arrays of silica particles. 国際誌

    Yoshioka S, Takeoka Y

    Chemphyschem : a European journal of chemical physics and physical chemistry   15 巻 ( 11 ) 頁: 2209 - 15   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ChemPhysChem  

    It is desirable to produce colourful pigments that have anti-fading properties and are environmentally friendly. In this Concept, we describe recently developed pigments that exhibit such characteristics. The pigments consist of amorphous arrays of submicron silica particles, and they exhibit saturated and angle-independent structural colours. Variously coloured pigments can be produced by changing the size of the particles, and the saturation of the colour can be controlled by incorporating small amounts of black particles. We review a simple analysis that is useful for interpreting the angular independence of the structural colours and discuss the remaining tasks that must be accomplished for the realistic application of these pigments. In full color: This Concept describes recently developed structurally colored pigments that have antifading properties and are environmentally friendly. The pigments consist of amorphous arrays of submicron silica particles (see picture). The colour saturation is controlled by incorporating small amounts of carbon black. © 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

    DOI: 10.1002/cphc.201402095

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  15. 青い色を示す鳥の羽を模倣した角度依存性のない構造発色材料 査読有り

    竹岡 敬和

    日本ゴム協会誌   印刷中 巻   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  16. クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料

    竹岡 敬和

    「"自己組織化"がもたらす材料科学の新境地」機能材料   33 巻   頁: 32 - 37   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  17. クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料

    竹岡 敬和

    機能材料   33 巻   頁: 32 - 37   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  18. Structurally coloured secondary particles composed of black and white colloidal particles. 国際誌

    Takeoka Y, Yoshioka S, Teshima M, Takano A, Harun-Ur-Rashid M, Seki T

    Scientific reports   3 巻   頁: 2371   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    This study investigated the colourful secondary particles formed by controlling the aggregation states of colloidal silica particles and the enhancement of the structural colouration of the secondary particles caused by adding black particles. We obtained glossy, partially structurally coloured secondary particles in the absence of NaCl, but matte, whitish secondary particles were obtained in the presence of NaCl. When a small amount of carbon black was incorporated into both types of secondary particles, the incoherent multiple scattering of light from the amorphous region was considerably reduced. However, the peak intensities in the reflection spectra, caused by Bragg reflection and by coherent single wavelength scattering, were only slightly decreased. Consequently, a brighter structural colour of these secondary particles was observed with the naked eye. Furthermore, when magnetite was added as a black particle, the coloured secondary particles could be moved and collected by applying an external magnetic field.

    DOI: 10.1038/srep02371

    Web of Science

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  19. An amorphous array of poly(N-isopropylacrylamide) brush-coated silica particles for thermally tunable angle-independent photonic band gap materials 国際誌

    Gotoh Y., Suzuki H., Kumano N., Seki T., Katagiri K., Takeoka Y.

    New Journal of Chemistry   36 巻 ( 11 ) 頁: 2171 - 2175   2012年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:New Journal of Chemistry  

    We precisely prepared thermo-responsive fine core-shell particles consisting of submicron sized silica particles as cores and high-density polymer brushes of thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) as shells. The shells were grown by atom transfer radical polymerisation from the initiator that was modified on the surface of the cores. These core-shell particles tend to aggregate in water, even at lower temperatures than the lower critical solution temperature of linear PNIPA. Nevertheless, along with PNIPA in water, changes in the particle size are dependent on water temperature. In accordance with these properties, the amorphous array of the core-shell particles exhibits temperature-reversible changes in the position and the strength of the photonic band gap that does not depend on angle. © The Royal Society of Chemistry and the Centre National de la Recherche Scientifique.

    DOI: 10.1039/c2nj40368d

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  20. ゲル微粒子懸濁溶液が示す角度依存性のない構造色

    竹岡 敬和

    機能材料   32 巻   頁: 25 - 28   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  21. コロイドアモルファス集合体が示す角度依存性のない構造発色

    竹岡 敬和

    化学工業   63 巻   頁: 57 - 61   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  22. ゲル微粒子懸濁溶液が示す角度依存性のない構造色

    竹岡 敬和

    機能材料   32 巻   頁: 25 - 28   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  23. Tunable angle-independent structural color from a phase-separated porous gel. 国際誌

    Kumano N, Seki T, Ishii M, Nakamura H, Takeoka Y

    Angewandte Chemie (International ed. in English)   50 巻 ( 17 ) 頁: 4012 - 5   2011年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Angewandte Chemie - International Edition  

    A porous gel exhibiting angle-independent structural color was obtained by a facile self-assembly approach. The porous swollen gel changes color reversibly in response to changes in solvent composition and temperature as a result of changes in the wavelength dispersions of the refractive indices of the gel portion and the solvent portion in the pores. © 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

    DOI: 10.1002/anie.201008182

    Web of Science

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    PubMed

  24. Multicolor Polymer-Dispersed Liquid Crystals 国際誌

    Kumano Naomi, Seki Takahiro, Ishii Masahiko, Nakamura Hiroshi, Umemura Tomonari, Takeoka Yukikazu

    ADVANCED MATERIALS   23 巻 ( 7 ) 頁: 884 - +   2011年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Advanced Materials  

    The potential of a self-assembled phase-separated macroporous polymer film filled with an appropriate solvent for application in a functional multicolor polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) display is explored. The findings dem-onstrate that a phase-separated porous MMAA-BIS polymer network filled with mixed LCs of 5CB and 5PCH can exhibit changes in structural color covering the whole visible region and an opaque milky color upon temperature variation. This system may be available for energy-saving multicolor displays. Copyright © 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

    DOI: 10.1002/adma.201003660

    Web of Science

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    PubMed

  25. Versatile Self-Assembled Hybrid Systems with Exotic Structures and Unique Functions 査読有り

    竹岡 敬和

    Current Opinion in Colloid & Interface Science   16 巻   頁: 482 - 490   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  26. Characteristics of disperse poly(N-isopropylacrylamide) brushes on silicon surfaces by Atom transfer radical polymerization 査読有り

    竹岡 敬和

    Transactions of the Materials Research Society Japan   35 巻   頁: 845 - 848   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  27. Recent advances in hydrogels in terms of fast stimuli responsiveness and superior mechanical performance 査読有り

    竹岡 敬和

    Polymer Journal   42 巻   頁: 839 - 851   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  28. Dual Tuning of the Photonic Band-Gap Structure in Soft Photonic Crystals 国際誌

    Honda Masaki, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    ADVANCED MATERIALS   21 巻 ( 18 ) 頁: 1801 - +   2009年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Advanced Materials  

    The dual tuning of the photonic band-gap structure in soft photonic crystals were studied using thermosensitive gel particles confined in a pH sensitive inverse-opal gel. The study demonstrated tunable photonic crystals composed of unconnected colloidal silica particles in a matrix consisting of a crosslinked redox-active polymer. The dually photonic crystal (DTPC) composed of thermosensitive gel particles confined in a pH-sensitive inverse opal gel is found to consist of a regular arrangement of interconnecting spherical voids. The crystals were prepared using a CCC, which was further fabricated on a clean glass slide by a solvent evaporation method. The position of the photonic band-gap is exhibited to be thermally regulated, while the intensity of the photonic band-gap is affected by the pH, and is independent of the extensive switching. The formulated DTPC is resulted to possess potential for use as a display medium, which can be controlled by external stimuli.

    DOI: 10.1002/adma.200801258

    Web of Science

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  29. Structural colored liquid membrane without angle dependence. 国際誌

    Takeoka Y, Honda M, Seki T, Ishii M, Nakamura H

    ACS applied materials & interfaces   1 巻 ( 5 ) 頁: 982 - 6   2009年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Materials and Interfaces  

    We have demonstrated for the first time that condensed gel particle suspensions in amorphous-like states display structural color with low angle dependence. This finding is in contrast to the common understanding that a periodic dielectric structure is fundamental to photonic band gap (PBG) production, and it validates the theory that a tight bonding model that is applicable to semiconductor systems can also be applied to photonic systems. More practically, this structural colored suspension represents a promising new material for the manufacture of reflective full-color displays with a wide viewing angle and nonfading color materials. This liquid system shows promise as a display material because electronic equipment used for display systems can easily be filled with the liquid in the same way that liquid crystals are currently used. © 2009 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/am900074v

    Web of Science

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    PubMed

  30. Electrochromism based on structural colour changes in a polyelectrolyte gel 国際誌

    Ueno Kazuhide, Sakamoto Junji, Takeoka Yukikazu, Watanabe Masayoshi

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY   19 巻 ( 27 ) 頁: 4778 - 4783   2009年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Materials Chemistry  

    Electrochromism based on structural colours was demonstrated by employing a simple system composed of a two-electrode cell, a salt-free organic solvent, and a nanostructured electroactive soft material. A polyelectrolyte gel, poly(HEMA-co-MAPTA-PF6), with an inverse-opal structure was prepared by using a polystyrene close-packed colloidal crystal as a template. The resulting gel swollen in binary organic solvents exhibited monochromatic structural colours. The structural colour of the gel was altered over the entire visible light region by changing the solvent polarity. Moreover, the structural colour could be tuned by applying a relatively low voltage, where the change in the lattice constant of the inverse-opal along the gel thickness direction, triggered by an electrodragging force on the polyelectrolyte gel under the electric field, was responsible for the colour change. The present system offers a novel concept for full-colour electrochromic materials, and the system can be tuned to exhibit the full range of colours by using single materials. © 2009 The Royal Society of Chemistry.

    DOI: 10.1039/b900261h

    Web of Science

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  31. Fabrication of mechanically improved hydrogels using a movable cross-linker based on vinyl modified polyrotaxane. 国際誌

    Imran AB, Seki T, Kataoka T, Kidowaki M, Ito K, Takeoka Y

    Chemical communications (Cambridge, England)   ( 41 ) 頁: 5227 - 9   2008年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Communications  

    This manuscript describes the preparation of new slide-ring gels by using a polyrotaxane as a cross-linker. © The Royal Society of Chemistry.

    DOI: 10.1039/b810290b

    Web of Science

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    PubMed

  32. Photoregulated wormlike motion of a gel. 国際誌

    Shinohara S, Seki T, Sakai T, Yoshida R, Takeoka Y

    Angewandte Chemie (International ed. in English)   47 巻 ( 47 ) 頁: 9039 - 43   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Angewandte Chemie - International Edition  

    (Figure Presented) Global worming: A periodically ordered mesoporous gel demonstrates photoregulated peristaltic motion induced by a nonlinear oscillating Belousov-Zhabotinsky reaction. The amplitude and period of the motion can be controlled by adjusting the intensity of visible light irradiation (see picture). Peristaltic motion of the gel surface can be observed by the change in structural color based on the reflection from the photonic band gap of the gel. © 2008 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

    DOI: 10.1002/anie.200803046

    Web of Science

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    PubMed

  33. An electro- and thermochromic hydrogel as a full-color indicator 国際誌

    Ueno Kazuhide, Matsubara Kazuki, Watanabe Masayoshi, Takeoka Yukikazu

    ADVANCED MATERIALS   19 巻 ( 19 ) 頁: 2807 - +   2007年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Advanced Materials  

    A periodically porous gel that exhibits various, switchable colors over the visible region initiated by both electrochemical reaction and temperature change has been presented. This gel displays every color in the visible region, depending on temperature, and also reveals an electrochemically triggered rapid two-state switching between two arbitrary structural colors at constant temperature. A material that exhibits a change of up to a factor of two in the linear swelling degree was required to develop stimuli-responsive and full-color chromic materials. Producing periodic porosity into this hydrogel using the CCC as a template provides with an effective approach for creating a gel that exhibits various switchable colors over the visible region by external stimuli. The developed stimuli-responsive chromic hydrogel exhibits an electric-field-triggered 'two-state switching' between two arbitrary structural colors in the entire visible region at certain temperatures.

    DOI: 10.1002/adma.200700159

    Web of Science

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  34. ゲルの体積相転移

    竹岡 敬和

    高分子 56     頁: 26 - 27   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  35. デルの体積相転移

    竹岡 敬和

    高分子 56     頁: 26 - 27   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  36. Design of novel microactuator made of self-oscillating gel by assembling the microbeads and controlling their crosslinking structures

    Sakai T., Kinoshita M., Takeoka Y., Seki T., Yoshida R.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 2 ) 頁: 4538 - 4539   2006年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    We have prepared the self-oscillating polymer and gels composed of poly(N-isopropylacrylamide) in which ruthenium tris(2,2'-bipyridine) (Ru(bpy)3), a catalyst for the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction, is covalently bonded to the polymer chain. They change the conformation rhythmically and periodically without external stimuli in closed system. In order to investigate crosslinking effect of the polymers, phase transition behaviors of the linear polymer and the nano-gel beads were analyzed by measuring the transmittance and fluorescence intensity. Furthermore, by arraying the gel beads on the substrate surface, we designed the nano-conveyer which enables to transport substances added on the surface with the propagation of chemical waves induced by the BZ reaction. Artificial worm-like gel having gradient structure was also obtained by unidirectional photopolymerization.

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  37. Preparation and optical properties of ordered arrays of glucose-responsible submicrogel particles trapped in inverse opal polystyrene

    Honda M., Takeoka Y., Seki T., Kataoka K.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 2 ) 頁: 4583 - 4584   2006年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    First, we obtained a closest-packing photonic crystal that acts as a photonic crystal composed of monodisperse silica particles 300 nm in diameter. A styrene monomer containing an initiator was infiltrated into the crystal and was polymerized so as to trap the crystalline structure. The composite film was soaked in HF solution to remove the silica particles completely. Then the resulting inverse opal polystyrene film with interconnecting porous structure could serve as a template to obtain glucose-responsible nanogel particles. We found that the intensity of Bragg diffraction is altered by the existence of glucose due to the swelling of the embedded nanogel particles. Such behavior was dependent on the glucose concentration.

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  38. Photomechanical effect of azobenzene liquid crystalline gel impregnated with low molecular weight liquid crystals

    Hayata Y., Nagano S., Takeoka Y., Seki T.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 2 )   2006年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    Azobenzene liquid crystalline gels were prepared by photopolymerization in the Isotropic state. The LC gels with porous structure were prepared by the method to infiltrate a monomer mixture into the closest-packing silica colloid crystals at 100°C. The composite film was soaked in HF solution to remove the silica particles completely. Both porous liquid crystalline gels and non-porous gels were impregnated with 5 CB. We confirmed the photo-induced volume change for both LC gel systems. The effect of introduction of porous structure will be discussed.

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  39. Selective surface modification of PNIPA gel surface by imprinting method

    Ueda A., Takeoka Y., Seki T.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 2 ) 頁: 4573 - 4574   2006年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    In recent years, the study of the surface properties of gels have become the focus of much interest due to their function similarity to living body and biocompatibility. We think that the establishment of the innovative approach to the method bring a creation of custom-made surface-functionalized gels. In this study, we obtained surface-functionalized gels by an approach to introduce sulfonic acid group to the surface of a gel by molecularly imprinting method (Scheme 1). To elucidate the presence of the sulfonic acid group on the surface of the gel, we attempted the adsorption test of amino-group modified fluorescence microbeads onto the surface of the gel. The microbeads equably adsorbed on the surface of the gel prepared by this method.

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  40. Design of functional surface by arraying self-oscillationg nano-gel beads

    Sakai T., Takeoka Y., Seki T., Yoshida R.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 1 )   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    We have prepared the self-oscillating polymer and gels composed of poly(N-isopropylacrylamide) in which ruthenium tris(2,2′-bipyridine) (Ru(bpy)s), a catalyst for the BelousovZhabotinsky (BZ) reaction, is covalently bonded to the polymer chain. The periodic conformational or swelling-deswelling changes of the polymer and nano-gel beads were measured as the optical transmittance changes of the solution. In order to investigate crosslinking effect of the polymers, phase transition behaviors of the linear polymer and the nano-gel beads were analyzed by measuring the transmittance and fluorescence intensity. Furthermore, by arraying the gel beads on the substrate surface, we designed the nano-conveyer which enables to transport substances added on the surface with the propagation of chemical waves induced by the BZ reaction.

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  41. Preparation of crosslinked azobenzene liquid crystalline polymer films and their direct evaluation by UV-Vis absorption spectrum

    Hayata Y., Nagano S., Takeoka Y., Seki T.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 1 )   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    Crosslinked side-chain liquid crystalline polymers films containing azobenzene moieties were prepared by photopolymerization in the liquid crystalline state. Due to the small amount of azobenzene moieties introduced, the liquid crystalline phase transition and photoisomerization behavior of this film could be directly evaluated by UV-Vis absorption spectrum.

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  42. Preparation and optical properties of ordered arrays of glucose-responsible nanogel particles trapped in inverse opal polystyrene

    Honda M., Takeoka Y., Seki T., Kataoka K.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 1 )   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    First, we obtained a closest-packing photonic crystal that acts as a photonic crystal composed of monodisperse silica particles 300 nm in diameter. A styrene monomer containing an initiator was infiltrated into the crystal and was polymerized so as to trap the crystalline structure, The composite film was soaked in HF solution to remove the silica particles completely. Then the resulting inverse opal polystyrene film with interconnecting porous structure could serve as a template to obtain glucose-responsible nanogel particles. We found that the intensity of Bragg diffraction is altered by the existence of glucose due to the swelling of the embedded nanogel particles. Such behavior was dependent on the glucose concentration.

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  43. Patterning of NIPA gel surface by surface imprinting method

    Ueda A., Takeoka Y., Seki T.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 1 )   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    We fabricated the patterning of sulfonic acid groups on the surface of NIPA gel by surface imprinting method as following procedures: 1) amino-terminated SAMs was formed onto a silicon substrate. 2) UV light was irradiated on an amino-terminated SAMs through a photomask. 3) a vinyl monomer having sulfonic acid group was electrostatically coupled with the amino group of the SAMs. 4) A gel is prepared on the vinyl monomer modified silicon substrate by free-radical polymerization. We attempted the adsorption test of amino-group modified fluorescence microbeads onto the surface of the gel (figure 2). These results indicate that the surface modified gel membrane with sulfonic acid can be fabricated from this surface molecularly imprinting method.

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  44. Swelling behavior of polyrotaxane gels exhibiting structural colors

    Murayama H., Nagano S., Ito K., Takeoka Y., Seki T.

    Polymer Preprints, Japan   55 巻 ( 1 )   2006年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    A new type of gel called topological gel having mobile cross-links can be obtained by using polyrotaxanes as gel components. In the present study, polyrotaxane gels with inverse opal structures were prepared by templating a colloidal crystal of silica. The preparative conditions such as selection of crosslinking reagent, temperature, solvent are investigated in detail. As the consequence, polyrotaxane gels showing a structural color were obtained. The reflection wavelength was exactly correlated with the degree of swelling.

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  45. ゲル微粒子集積体の構築とその光学的挙動

    竹岡 敬和

    ケミカルエンジニアリング (印刷中)     2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  46. コロイド結晶をテンプレートとした構造色ゲルの作製とセンサーデバイスへの応用

    竹岡 敬和

    ポリマーフロンティア21 (印刷中)     2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  47. Design of nano-oscillation using self-oscillating polymer and the analysis of cooperative effects

    Sakai T., Takeoka Y., Seki T., Yoshida R.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 2 ) 頁: 4755 - 4756   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    We have prepared the self-oscillating polymer and gels composed of poly(N-isopropylacrylamide) in which ruthenium tris(2,2′-bipyridine) (Ru(bpy) 3), a catalyst for the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction, is covalently bonded to the polymer chain. The periodic conformational or swelling-deswelling changes of the polymer and nano-gel beads were measured as the optical transmittance changes of the solution. In order to investigate crosslinking effect of the polymers, phase transition behaviors of the linear polymer and the nano-gel beads were analyzed by measuring the transmittance and fluorescence intensity. Furthermore, by arraying the gel beads on the substrate surface, we designed the nano-conveyer which enables to transport substances added on the surface with the propagation of chemical waves induced by the BZ reaction.

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  48. Proposal of multicolor electrochromic polymer gels

    Ueno K., Matsubara K., Watanabe M., Takeoka Y.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 2 ) 頁: 4709 - 4710   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    Periodically ordered macroporous gels having ionized groups, which can exhibit a monochromatic structural color and undergo a drastic change in the color in response to external stimuli, were prepared by thermally induced radical copolymerization of N-isopropylacrylamide (NIPA) and methacrylic acid (MAAc) using a close-packed silica colloidal crystal as a template. The temperature and pH sensitive optical properties were investigated by reflection spectroscopy. Furthermore, we demonstrated that such pH sensitive optical properties could be manipulated by local pH change induced by water electrolysis. In other words, the electrochromism resulting from the change in structural color was successfully achieved. It was also explored that multicolor electrochromism of the porous gel could be actualized by temperature control of the solution together with the application of sufficient voltage. Moreover, the dynamic optical properties were investigated by the analysis of the diffraction peaks and the actual observation of the volume change behavior. The optical dynamics was critically influenced by the volume change anisotropy of the porous gels.

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  49. Photo-control of spatio-temporal oscillation in a gel system with light-sensitive Belousov-Zhabotinsky reaction

    Shinohara S., Nagano S., Takeoka Y., Seki T., Yoshida R.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 1 )   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    A gel that is prepared by the copolymerization of ruthenium complex as a light sensitive catalyst for the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction and N-isopropylacrylamide has been known to convert spatio-temporal chemical oscillation into physical motion with the BZ-reaction. We are concerned about the control of the physical motion using the light sensitive BZ-reaction. The physical motion was observed with the change in the structural colors that depend on the swelling of the gel. For the alteration in the physical motion by light irradiation, the spectral changes with the structural colors and the images will be reported.

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  50. Electrically induced structural color change in periodically ordered porous gels having ionized groups

    Ueno K., Matsubara K., Takeoka Y., Watanabe M.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 1 )   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    Periodically ordered porous gels having immobilized ionic groups were prepared using a close-packed colloidal crystal as a template. The optical properties of the porous gels were dynamically measured by reflection spectroscopy, when dc voltage of 1.80 V was applied between the electrodes in an aqueous solution, onto one of which the porous gels were placed. In this study, the porous hydrogels composed of thermo- and pH-sensitive building blocks were used. The porous hydrogels could drastically convert their optical properties in response to the local pH change induced by water electrolysis due to the voltage application. Moreover, we could precisely control such optical properties with altering temperature of the solution concurrently with applying the voltage.

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  51. Structural colored gel

    Takeoka Y.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 2 ) 頁: 4702 - 4704   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    "Smart" porous gels with different optical behaviors were synthesized by quantitative adjustment of the cross-linker in pre-gel solutions. A periodically ordered interconnecting porous structure could be created in the gels by using a closest-packing silica colloidal crystal as a template. The interconnecting porosity provides fast response to changes in temperature through the reversible swelling and shrinking of the gels, while the periodically ordered mesoscopic structure endows the porous gels with structural color, which can be tuned by simply changing the amount of the cross-linker in the pre-gel solutions.

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  52. Synthesis of photo-responsive porous poly(NIPA) gel and evaluation of its optical properties

    Matsubara K., Watanabe M., Takeoka Y.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 1 )   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    A thermosensitive inverse-opal-type porous gel having pendant azobenzene groups, prepared by using a closest-packing SiO2 colloidal crystal as a template, can reversibly change its structural color in response to thermo- and photo-stimuli in water. With varying temperature, the peak values, λmax, of the reflection spectra for the porous gel continuously shifted until the gel network expansion reaches a new equilibrium state, because the gel underwent an isotropic volume change. In contrast, upon UV irradiation from the normal to the gel surface, a new λmax possessing a wavelength longer than that in the dark appeared at constant temperatures, accompanied by the photoinduced volume change of the gel. The change in the λmax could be reversed to the original state by exposure to Vis light through a different process of the variation in the λmax upon the UV irradiation. We concluded that the photo-responsive porous gel undergoes a photoinduced bistable volume change by photo-stimuli. This system enables to convert a two-state isomerization model of the azobenzene molecules into the two-state volume and/or lattice constant change of the porous gel having the azobenzene groups.

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  53. Surface modification of gel by molecularly imprinting method

    Ueda A., Takeoka Y., Seki T.

    Polymer Preprints, Japan   54 巻 ( 1 )   2005年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Preprints, Japan  

    We fabricated a surface modified gel membrane by a molecularly imprinting method as following procedures: 1) a number of amino-terminated SAMs were formed onto a glass substrate by CVD method. 2) a vinyl monomer having sulfonic acid group was electrostatically coupled with the amino group of the SAMs. 3) A gel is prepared on the vinyl monomer modified glass substrate by free-radical polymerization. We are planning on observing the surface state of the gel by a contact angle measurement, XPS and a fluorescent maicrobeads adsorption method.

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  54. 構造色を示すゲル〜鋳型を用いたゲルの機能化〜

    竹岡 敬和

    現代化学 412     頁: 24 - 31   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  55. 発色性ゲルから観測される色の制御

    竹岡 敬和

    化学工業 10     頁: 53 - 57   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  56. 構造色ゲル

    竹岡 敬和

    高分子 54   54 巻 ( 4 ) 頁: 258 - 263   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

  57. Simple and precision design of porous gel as a visible indicator for ionic species and concentration.

    Saito H, Takeoka Y, Watanabe M

    Chemical communications (Cambridge, England)   ( 17 ) 頁: 2126 - 7   2003年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/b304306a

    Web of Science

    PubMed

  58. Production of intergeneric hybrid calli from C-3 and C-4 species of Amaranthaceae through protoplast fusion

    Mastuti R, Miyake H, Taniguchi T, Takeoka Y

    JAPANESE JOURNAL OF CROP SCIENCE   66 巻 ( 3 ) 頁: 456 - 465   1997年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  59. Ultrastructural studies on the fusion product between protoplasts of mung bean and adzuki bean

    Mikaye IH, Taniguchi T, Takeoka Y

    JAPANESE JOURNAL OF CROP SCIENCE   65 巻 ( 2 ) 頁: 330 - 339   1996年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  60. RELATIONSHIPS BETWEEN VASCULAR BUNDLES OF PANICLE NECK INTERNODE AND CHARACTERS OF HEAD UNDER DIFFERENT PLANTING DENSITIES AND NITROGEN FERTILIZERS APPLIED IN ORYZA-SATIVA L

    CUI HJ, JIN RZ, TAKEOKA Y

    JAPANESE JOURNAL OF CROP SCIENCE   64 巻 ( 2 ) 頁: 216 - 220   1995年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  61. Bioinspired Color Elastomers Combining Structural, Dye, and Background Colors

    Shi Pei, Miwa Eiji, He Jialei, Sakai Miki, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES   13 巻 ( 46 ) 頁: 55591 - 55599   2021年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Materials and Interfaces  

    Organisms that alter body color undergo color change in response to environmental variations and stimuli by combining chromatophores that develop colors by various mechanisms. Inspired by their body color changes, we can develop sensors and optical materials that change colors in response to multiple stimuli, such as mechanical and light stimuli. In this study, we report on bioinspired composite elastomers that exhibit various color changes as the pigment color, structural color, and background color change. These composite elastomers exhibit structural colors due to their fine structures in which fine silica particles form colloidal crystals, and the structural colors reversibly change as the elastomers elongate. Furthermore, photochromic dyes can reversibly change color depending on the wavelength of irradiated light when they are introduced to the composite elastomers. Since the structural color is one of the three primary colors of light and the pigment color is the color that corresponds to the three primary colors of a pigment, each color becomes vivid when the background color is black or white. Thus, we clarify that the composite elastomers exhibit various color changes due to the combination of structural color change in response to the mechanical stimulus, pigment color change in response to light irradiation, and background color change.

    DOI: 10.1021/acsami.1c19471

    Web of Science

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    PubMed

  62. Mechanical Properties of Homogeneous Polymer Networks Prepared by Star Polymer Synthesis Methods

    Baba Yusuke, Gao Guohao, Hara Mitsuo, Seki Takahiro, Satoh Kotaro, Kamigaito Masami, Hoshino Taiki, Urayama Kenji, Takeoka Yukikazu

    MACROMOLECULES   54 巻 ( 22 ) 頁: 10468 - 10476   2021年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    To investigate the effect of the network structure on the mechanical properties of a polymer network formed from a certain polymer, we should prepare polymer networks with clearly different network structures made of the same polymer and compare the mechanical properties of these polymer networks. If a living radical polymerization method is applied to the same monomer constituting the polymer network with a nonuniform network structure obtained by conventional free-radical polymerization, it is possible to obtain a polymer network with a uniform network structure in which the molecular weights of the polymer chains bonded to the cross-linking points are uniform and the number of chains bonded to the cross-linking points is constant. In this study, we worked on the synthesis of a polymer network with a uniform network structure by combining two different types of star-shaped polymer synthesis methods using living radical polymerization, i.e., the core-first method and the linking method. In the core-first method, it was possible to synthesize a star-shaped polymer with a narrow molecular weight distribution in a state with a molecular weight corresponding to the charging ratio of the initiator with four initial groups and the monomer. We confirmed that the polymer network obtained by binding the star-shaped polymers by the linking method had a uniform structure, even when swollen with a good solvent or dried, from small-angle X-ray scattering. Depending on the molecular weight of the star-shaped polymer obtained by the core-first method and the amount of the cross-linking agent added for the linking method, the mesh size of the network could be changed while having a uniform network structure. The dried polymer network with uniform network structures exhibited significantly higher values of fracture extensibility and energy than those with nonuniform network structures via conventional free-radical polymerization, when compared at the same monomer and cross-linker concentration.

    DOI: 10.1021/acs.macromol.1c01680

    Web of Science

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  63. Detailed Analysis of Peripheral Reflection from a Photonic Ball

    Ryosuke Ohnuki, Miki Sakai, Yukikazu Takeoka, Shinya Yoshioka

    Advanced Photonics Research     頁: 2100131 - 2100131   2021年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/adpr.202100131

  64. Morphologically Diverse Micro- and Macrostructures Created via Solvent Evaporation-Induced Assembly of Fluorescent Spherical Particles in the Presence of Polyethylene Glycol Derivatives 国際誌

    Han Mina, Abe Ikue, Matsuura Kazunori, Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro

    MOLECULES   26 巻 ( 14 )   2021年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Molecules  

    The creation of fluorescent micro-and macrostructures with the desired morphologies and sizes is of considerable importance due to their intrinsic functions and performance. However, it is still challenging to modulate the morphology of fluorescent organic materials and to obtain insight into the factors governing the morphological evolution. We present a facile bottom-up approach to constructing diverse micro-and macrostructures by connecting fluorescent spherical particles (SPs), which are generated via the spherical assembly of photoisomerizable azobenzene-based propeller-shaped chromophores, only with the help of commercially available polyethylene glycol (PEG) derivatives. Without any extra additives, solvent evaporation created a slow morphological evolution of the SPs from short linear chains (with a length of a few micrometers) to larger, interconnected networks and sheet structures (ranging from tens to >100 µm) at the air–liquid interface. Their morphologies and sizes were significantly dependent on the fraction and length of the PEG. Our experimental results suggest that noncovalent interactions (such as hydrophobic forces and hydrogen bonding) between the amphiphilic PEG chains and the relatively hydrophobic SPs were weak in aqueous solutions, but play a crucial role in creating the morphologically diverse micro-and macrostructures. Moreover, short-term irradiation with visible light caused fast morphological crumpling and fluorescence switching of the obtained structures.

    DOI: 10.3390/molecules26144294

    Web of Science

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    PubMed

  65. Nonturbid Fast Temperature-Responsive Hydrogels with Homogeneous Three-Dimensional Networks by Two Types of Star Polymer Synthesis Methods

    Kwon DoWoo, Jochi Yuto, Okaya Yuumi, Seki Takahiro, Satoh Kotaro, Kamigaito Masami, Hoshino Taiki, Urayama Kenji, Takeoka Yukikazu

    MACROMOLECULES   54 巻 ( 12 ) 頁: 5750 - 5764   2021年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    Temperature-responsive polymer gel can rapidly and reversibly switch its various physical properties and has been used in practical applications including reservoirs for drug delivery systems, cell sheet preparation base materials for regenerative medicine, and switching elements for microchannels. However, the sudden volume shrinkage in the gel with rapid temperature change may cause the formation of a skin layer and the macrophase separation phenomenon of the polymer network. Due to this phenomenon, it usually takes a very long time to reach a thermodynamically stable shrunken state of the gel. By adjusting the heterogeneity of the network structure of the conventional temperature-responsive polymer gel and the monomer arrangement of the polymer, the polymer gel may shrink faster without causing skin layer formation or macrophase separation phenomenon. In this study, almost ideal homogeneous temperature-responsive polymer gels could be synthesized by combining two types of synthetic methods for well-defined star-shaped polymers, i.e., the core-first method with a multifunctional initiator and linking method with a divinyl compound as the cross-linker, using a polymerization system with extremely high living fashion to afford polymer chains with narrow molecular weight distributions. As a result, the temperature-responsive polymer gels derived fromN-isopropylacrylamide (NIPA) with almost uniform network structure were successfully prepared, in which the number of polymer chains bonded to the cross-linking points and the molecular weight between them are quite uniform. Due to the high living fashion of the polymerization used in this method, a temperature-responsive copolymer gel composed of NIPA and other hydrophilic monomers could also be synthesized. The polymer gel consisting of star-shaped block polymers of NIPA and dimethylacrylamide (DMA) responded much faster than that with an uncontrolled network structure and uncontrolled monomer sequence distribution, which shrank completely in less than 1/60 time as fast with optical transparency and without either skin layer formation or macrophase separation of the polymer network during shrinkage.

    DOI: 10.1021/acs.macromol.1c00446

    Web of Science

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  66. Silica Nanoparticle Reinforced Composites as Transparent Elastomeric Damping Materials

    Asai Fumio, Seki Takahiro, Hoshino Taiki, Liang Xiaobin, Nakajima Ken, Takeoka Yukikazu

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   4 巻 ( 4 ) 頁: 4140 - 4152   2021年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Nano Materials  

    Inspired by the structure of the cornea, which is the transparent front part of the eye, we developed a transparent and tough silica composite elastomer consisting of poly[di(ethylene glycol)methyl ether methacrylate] (PMEO2MA) and 110 nm spherical silica particles without using an organic cross-linking agent. While filler composite elastomers, such as reinforced rubbers, have complex compositions containing multiple additives (dispersants, plasticizers, vulcanizing agents, etc.), the composition of our composite elastomer is very simple. With an increased amount of silica particles, the fracture energy of the composite elastomer (20.2 MJ m-3) was improved by 25 times compared to that of unfilled PMEO2MA (0.8 MJ m-3). Nanoscale mapping using atomic force microscopy elucidated the presence of an interface layer (IL) of approximately 15 nm thickness with a high elastic modulus near the silica particles in the composite elastomer. The fracture energy of the composite elastomer was found to be a maximum when the particle surface distance was approximately 30 nm. This particle surface distance meant that the ILs were just in contact with each other. The surface charge density and Hansen solubility parameter of the silica particles indicated the ionization of silanol groups and interactions caused by hydrogen bonding between polymer chains and the silica surface. The array of silica particles embedded with intervals of a few nanometers was expected to be able to effectively dissipate deformation energy as heat due to shear strain and friction between the particle surface and polymer matrices. Measurements of the vibration-damping properties revealed that the loss factor of the composite elastomer was significantly higher than that of the unfilled elastomer, indicating that the composite elastomer in this study could be applied as an interlayer film for laminated glass in automotive and architectural applications.

    DOI: 10.1021/acsanm.1c00472

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  67. Stimuli-Responsive Structural Colored Gel That Exhibits the Three Primary Colors of Light by Using Multiple Photonic Band Gaps Acquired from Photonic Balls

    Ohtsuka Yumiko, Sakai Miki, Seki Takahiro, Ohnuki Ryosuke, Yoshioka Shinya, Takeoka Yukikazu

    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES   12 巻 ( 48 ) 頁: 54127 - 54137   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Materials and Interfaces  

    A material that can capture changes in environmental stimuli as a color change can be used to develop sensors and displays. By producing an ordered structure in a polymer gel that reflects particular wavelengths of light, we can express the volume change that occurs based on the environment as the change in the wavelength of reflected light, i.e., structural color. To date, many systems have been developed to change the hue of the structural color as a function of temperature, pH, substance, applied force, and so on. However, as is expected from the principle of optical interference, the gel usually shows a red-shift with increasing volume. In this study, we propose a method for preparing structurally colored stimuli-responsive polymer gels that display appropriate color changes according to changes in environmental stimuli. For this purpose, we employ the photonic balls, which are spherical colloidal crystals consisting of monodisperse silica particles, as templates. By combining the wavelength-selective reflection generated from different photonic band gaps of the photonic balls, we succeeded in developing porous stimuli-responsive polymer gels that exhibited various types of color change, which are not observed in conventional systems.

    DOI: 10.1021/acsami.0c17687

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  68. Tough and Three-Dimensional-Printable Poly(2-methoxyethyl acrylate)-Silica Composite Elastomer with Antiplatelet Adhesion Property 査読有り 国際誌

    Asai Fumio, Seki Takahiro, Sugawara-Narutaki Ayae, Sato Kazuhide, Odent Jeremy, Coulembier Olivier, Raquez Jean-Marie, Takeoka Yukikazu

    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES   12 巻 ( 41 ) 頁: 46621 - 46628   2020年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS applied materials &amp; interfaces  

    Poly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) has attracted attention as a biocompatible polymer that is used as an antithrombotic coating agent for medical devices, such as during artificial heart and lung fabrication. However, PMEA is a viscous liquid polymer with low Tg, and its physical strength is poor even if a cross-linker is used, so it is difficult to make tough and freestanding objects from it. Here, we design and fabricate a biocompatible elastomer made of tough, self-supporting PMEA-silica composites. The toughness of the composite elastomer increases as a function of silica particle filling, and its stress at break is improved from 0.3 to 6.7 MPa. The fracture energy of the composite elastomer with 39.5 vol % silica particles is up to 15 times higher than that of the cross-linked PMEA with no silica particles and the material demonstrates stress-strain behavior that is similar to that of biological soft tissue, which exhibits nonlinear elasticity. In addition, the composite elastomer shows the potential to be an antithrombotic property, while the results of the platelet adhesion test of the composite elastomer show that the number of adhered platelets is not significantly affected by the silica addition. As the composite elastomer can be rapidly three-dimensional-printed into complex geometries with high-resolution features, it is expected to contribute to the development of medical devices from readily available materials.

    DOI: 10.1021/acsami.0c11416

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  69. Composite Elastomer Exhibiting a Stress-Dependent Color Change and High Toughness Prepared by Self-Assembly of Silica Particles in a Polymer Network 査読有り 国際誌

    Miwa Eiji, Watanabe Kenta, Asai Fumio, Seki Takahiro, Urayama Kenji, Odent Jeremy, Raquez Jean-Marie, Takeoka Yukikazu

    ACS APPLIED POLYMER MATERIALS   2 巻 ( 9 ) 頁: 4078 - 4089   2020年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Polymer Materials  

    In this study, we developed a composite elastomer exhibiting both mechanical toughness and a structural color change using submicron-sized spherical fine silica particles with a uniform size as fillers and arranging them in a periodic structure in the elastomer. In this composite elastomer, the fine silica particles formed colloidal crystals in a nonclosest-packed state, so that the composite elastomer was very flexible. We showed the possibility for use as strain and stress sensors that can measure the amount of strain applied to and the stress generated in the composite elastomer according to the position of the reflection peak produced by the composite elastomer. In this composite elastomer, both the fracture stress and the fracture strain were improved by increasing the amount of fine silica particles so that the fracture energy and toughness increased. As a result, the fracture energy of the composite elastomer containing 35 vol % fine silica particles was 13.5 times that of the system containing no fine silica particles. In the stress-strain curve observed by uniaxial stretching of this composite elastomer, a shoulderlike change was observed at different positions depending on the content of the fine silica particles, and further stretching resulted in a large energy dissipation. It was also found that after being strained beyond the shoulder position for the composite elastomer containing 44.9 vol % fine silica particles, the composite elastomer became tougher than before it was stretched. This composite elastomer may be toughened by a change in the interaction between the silica-polymer interface that resulted from uniaxial stretching and a dissipation of the energy caused by a change in the particle arrangement. The composite elastomer developed by the present novel method has the ability to be toughened by being subjected to a large strain once and can be a safe material that can avoid sudden fracture.

    DOI: 10.1021/acsapm.0c00703

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  70. Robust Structurally Colored Coatings Composed of Colloidal Arrays Prepared by the Cathodic Electrophoretic Deposition Method with Metal Cation Additives. 査読有り 国際誌

    Katagiri K, Uemura K, Uesugi R, Tarutani N, Inumaru K, Uchikoshi T, Seki T, Takeoka Y

    ACS applied materials & interfaces   12 巻 ( 36 ) 頁: 40768 - 40777   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Materials and Interfaces  

    Structurally colored coatings composed of colloidal arrays of monodisperse spherical particles have attracted great attention owing to their versatile advantages, such as low cost, resistance to fading, and low impacts on the environment and human health. However, the weak mechanical stability is considered to be a major obstacle for their practical applications as colorants. Although several approaches based on the addition of polymer additives to enhance the adhesion of particles have been reported, the challenge remains to develop a strategy for the preparation of structurally colored coatings with extremely high robustness using a simple process. Here, we have developed a novel approach to fabricate robust structurally colored coatings by cathodic electrophoretic deposition. The addition of a metal salt, i.e., Mg(NO3)2, to the coating dispersion allows SiO2 particles to have a positive charge, which enables the electrophoresis of SiO2 particles toward the cathode. At the cathode, Mg(OH)2 codeposits with SiO2 particles because OH- ions are generated by the decomposition of dissolved oxygen and NO3- ions. The mechanical stability of the colloidal arrays obtained by this process is remarkably improved because Mg(OH)2 facilitates the adhesion of the particles and substrates. The brilliant structural color is maintained even after several cycles of the sandpaper abrasion test. We have also demonstrated the coating on a stainless steel fork. This demonstration reveals that our approach enables a homogeneous coating on a complicated surface. Furthermore, the high durability of the coating is clarified because the coating did not peel off even when the fork was stuck into a plastic eraser. Therefore, the coating technique developed here will provide an effective method for the pervasive application of the structural color as a colorant.

    DOI: 10.1021/acsami.0c10588

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  71. Monodisperse Silica Nanoparticle-Carbon Black Composite Microspheres as Photonic Pigments 査読有り 国際誌

    Sakai Miki, Kim Hyunji, Arai Yusuke, Teratani Takuya, Kawai Youhei, Kuwahara Yuichi, Abe Keisuke, Kuwana Yasuhiro, Ikeda Katsuji, Yamada Kazuhiko, Takeoka Yukikazu

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   3 巻 ( 7 ) 頁: 7047 - 7056   2020年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Nano Materials  

    The development of nonbleachable colorants made of safe and inexpensive materials is a scientifically important task in view of future environmental and biological impacts. In this study, the conditions under which spherical colloidal crystals (photonic balls) formed mainly of sub-micron-sized monodispersed silica fine particles and carbon black exhibit vivid structural coloring were systematically investigated. The (111) plane of the face-centered cubic colloidal crystal formed by the silica particles is mainly oriented on the surface of the photonic balls formed from monodispersed silica particles. As a result, light in a specific wavelength region is reflected from the photonic balls according to the Bragg condition. When silica particles with diameters of 221, 249, and 291 nm are used, the peaks of the Bragg reflections generated from the photonic balls occur at 495, 562, and 647 nm, respectively; each photonic ball exhibits the ability to produce blue, green, and red colors. In particular, when a black background is used, a vivid structural color is observed from each photonic ball, and it is possible to reproduce all colors using the three primary colors of light by changing the mixture ratio of these photonic balls. The introduction of a small amount of carbon black into the photonic balls makes it possible to reproduce the additive color mixture by the three primary colors of light even when the background color is white. We report that safe and nonbleachable coloring materials with controlled nanosized periodic structures and micrometer-sized geometric structures can be developed using three types of photonic balls consisting of safe and inexpensive silica fine particles with/without carbon black.

    DOI: 10.1021/acsanm.0c01366

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  72. Optical Characterization of the Photonic Ball as a Structurally Colored Pigment. 査読有り 国際誌

    Ohnuki R, Sakai M, Takeoka Y, Yoshioka S

    Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids   36 巻 ( 20 ) 頁: 5579 - 5587   2020年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Langmuir  

    A photonic ball is a spherical colloidal crystal. Because it can exhibit vivid structural colors, many attempts have been made to apply it as a structurally colored pigment. However, the optical properties of the photonic ball are complicated because different crystal planes can be involved in the coloration mechanism, depending on the size of the constituent colloidal particles. In this paper, we report a comparative study of photonic balls consisting of silica particles with sizes ranging from 220 to 500 nm. We first analyze the reflectance spectra acquired in a nearly backscattering geometry and confirm that Bragg diffraction from different crystal planes causes several spectral peaks. Second, the angular dependence of reflection is experimentally characterized and theoretically analyzed with appropriate models. These analyses and a comparison with a planar colloidal crystal reveal that the spherical shape plays an essential role in the minor iridescence of photonic balls. We finally discuss a method to enhance color saturation by incorporating small light-absorbing particles. We also discuss the iridescence of the photonic ball under directional and ambient illumination conditions.

    DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00736

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  73. Highly Transparent and Tough Filler Composite Elastomer Inspired by the Cornea 査読有り 国際誌

    Watanabe Kenta, Miwa Eiji, Asai Fumio, Seki Takahiro, Urayama Kenji, Nakatani Tomotaka, Fujinami So, Hoshino Taiki, Takata Masaki, Liu Chang, Mayumi Koichi, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    ACS MATERIALS LETTERS   2 巻 ( 4 ) 頁: 325 - 330   2020年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Materials Letters  

    We propose a strategy to develop a colorless, transparent, and tough composite elastomer inspired by the cornea, which is the transparent front portion of the eyeball. The composite elastomer, in which 34 vol »% hard silica particles with a uniform particle size are dispersed as a filler in a low-crosslinking polymer network exhibits a fracture energy that is ∼13.5 times higher than that of a system without the silica particles. This strategy also makes the elastomer optically transparent, because the light scattered by each silica particle that forms an ordered structure in the polymer network is cancelled by interference. This research may pave the way for the development of optically transparent and durable materials for applications such as advanced medical devices and soft robots.

    DOI: 10.1021/acsmaterialslett.9b00520

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  74. Improvement of mechanical properties of elastic materials by chemical methods 国際誌

    Takeoka Yukikazu, Liu Sizhe, Asai Fumio

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS   21 巻 ( 1 ) 頁: 817 - 833   2020年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Science and Technology of Advanced Materials  

    Elastomers such as gels and rubbers play various roles in our lives. Elastomers, which guarantee the safety of airplanes and automobiles and the stability of buildings, are materials that have made the lives of people in the twentieth century extremely convenient. The existence of macromolecules, that is, giant molecules, has been clarified; the development of synthetic macromolecules has progressed; and understanding of elastomers has progressed. By introducing new ideas, it has become possible to obtain tough and hard elastomers, which was difficult under conventional ideas. In this paper, we will explain the development from the classical theory of elastomers to current efforts.

    DOI: 10.1080/14686996.2020.1849931

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  75. Precise Synthesis of a Homogeneous Thermoresponsive Polymer Network Composed of Four-Branched Star Polymers with a Narrow Molecular Weight Distribution 査読有り 国際誌

    Okaya Yuumi, Jochi Yuto, Seki Takahiro, Satoh Kotaro, Kamigaito Masami, Hoshino Taiki, Nakatani Tomotaka, Fujinami So, Takata Masaki, Takeoka Yukikazu

    MACROMOLECULES   53 巻 ( 1 ) 頁: 374 - 386   2020年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    In this study, the synthesis of a star-shaped polymer with a narrow molecular weight distribution and subsequent formation of a homogeneous polymer network composed of the star-shaped polymer were realized by combining single-electron transfer living radical polymerization, click reaction, and amide bond formation with a condensing agent, which are toolized reactions. First, a 4-armed star polymer consisting of N-isopropylacrylamide was synthesized by living radical polymerization using N,N′-ethylenebis (2,2-dichloroacetamide) as a 4-branched initiator. By this polymerization method, a terminal Cl 4-branched star poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) with a narrow molecular weight distribution could be obtained, but it was found that the reaction activity of the polymer terminal was lost in the process of purification and isolation. Therefore, after obtaining the terminal Cl 4-branched star PNIPA by living radical polymerization, an azide reaction was carried out in one pot without purification and isolation of the star-shaped polymer. As a result, the azide group was successfully introduced to all ends of the star-shaped polymer. By introducing a carboxyl group or an amino group into the 4-branched star polymer with azide groups using a click reaction, two types of 4-branched star polymers with different end groups were obtained. Equal amounts of both 4-branched star polymers were mixed at a polymer concentration equal to or higher than the overlapping concentration, and as a result of forming an amide bond with a condensing agent, a polymer gel was obtained. The swelling behaviors of the polymer gel indicate that almost no unreacted carboxyl group or amino group was present in the obtained polymer gel. That is, it was found that both 4-branched star polymers reacted efficiently to form a polymer network. In addition, structural observation of the polymer network by the small-angle X-ray scattering method showed that a polymer gel consisting of a network of uniform size was obtained. As mentioned above, we succeeded in constructing a polymer gel consisting of a homogeneous network structure using a temperature-responsive 4-branched star polymer as the building block. The living radical polymerization method, the click reaction, and the amide formation by condensation reaction used in this study can be applied not only to the NIPA used here but also to various other monomers. If the construction of a precise network structure is realized by many polymers and the relation with the functional expression derived from the structure is clarified, it will be possible to design the network structure in accordance with the usage of the polymer gel.

    DOI: 10.1021/acs.macromol.9b01616

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  76. Characterization of Colloidal Amorphous Arrays Prepared by Uniaxial Pressure Application 査読有り 国際誌

    Naoi Yui, Seki Takahiro, Ohnuki Ryosuke, Yoshioka Shinya, Takeoka Yukikazu

    LANGMUIR   35 巻 ( 43 ) 頁: 13983 - 13990   2019年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Langmuir  

    We prepared a colloidal amorphous array by applying uniaxial pressure to a powder of monodispersed colloidal silica particles. Pellet-shaped samples were obtained that exhibit different structural colors depending on the diameter of the particles. We characterized the optical properties of the arrays by measuring the angle-dependent scattering spectrum wherein several spectral peaks were observed. The peak at the longest wavelength was caused by the short-range order of the particle arrangement. Interestingly, this peak exhibited a smaller shift in wavelength than that observed in similar samples prepared by several different methods. The other spectral peaks were thought to originate from Mie scattering, which produces a color when the diameter of the colloidal particles is appropriately chosen. Our results showed that uniaxial pressure application can be a suitable method to prepare structurally colored pigments with low angle dependence.

    DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b02622

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  77. Colorful Photonic Pigments Prepared by Using Safe Black and White Materials 査読有り 国際誌

    Sakai Miki, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING   7 巻 ( 17 ) 頁: 14933 - 14940   2019年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Sustainable Chemistry and Engineering  

    The methods used to prepare vivid color materials that have supported our rich lifestyle are due for review, with the goal of using chemical substances that minimize the significant adverse effects on human health and the environment. In this research, we found that pigments of various colors can be obtained by utilizing submicron-sized amorphous silica fine particles and a complex of iron and tannic acid (Fe-TA complex), which are used for foods, cosmetics, etc. Silica fine particles with uniform submicron particle size appear as a white powder. When silica fine particles form spherical colloidal crystals with short-range order, long-distance order, and periodicity or form colloidal amorphous arrays with only short-range order, the fine particle arrays strongly scatter light with a specific wavelength in all directions. If the wavelength is in the visible light region, these arrays can be used as color materials displaying colors with low angle dependence. However, such arrays formed only from silica fine particles can appear whitish when observed with the naked eye because of noncoherent multiple scattering of light from the interior. Introducing a black Fe-TA complex inside the arrays reduces the effect of the noncoherent multiple scattering of light, and the arrays exhibit bright colors. Safe and inexpensive pigments exhibiting various hues and saturations can be obtained by controlling the size of the silica fine particles, the form of the fine particle arrays, and the incorporated state of the Fe-TA complex. By including TA, the mechanical stability of fine particle arrays and their adhesion to glass substrates are improved, and therefore, the fine particle arrays can be used as coating films.

    DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b03165

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  78. Development of angle-independent color material using colloidal amorphous array 査読有り 国際誌

    Naoi Yui, Seki Takahiro, Yoshioka Shinya, Takeoka Yukikazu

    MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS   688 巻 ( 1 ) 頁: 105 - 113   2019年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Molecular Crystals and Liquid Crystals  

    Color materials utilizing physical phenomena such as scattering, diffraction, and interference of light have drawn attention as alternatives to organic dyes that fade by light and some inorganic pigments that are highly toxic. For example, a color material exhibiting structural color caused by a fine structure with a size that is on the order of the wavelength can be prepared using only human body or environmentally friendly materials. If the fine structure is kept stable, the structural colored material can be a nonfading color material. We know that a conventional structural colored material exhibits a property that the hue greatly changes depending on the light irradiation direction and the viewing direction. Recent studies have shown that colloidal amorphous arrays obtained with spherical colloidal particle aggregates with short-range order have almost no angle dependence of the hue under natural light where light is irradiated from all directions. However, the structural color generated from the colloidal amorphous array exhibits angle dependence on the hue under the condition that light is irradiated only from one direction. In this study, we found a light scattering peak, in the scattering spectrum observed from the colloidal amorphous array, showing no angle dependence at all on the shorter wavelength side than the light scattering peak caused by the existence of the short-range order. By exploiting this scattering phenomenon, we will explain the possibility of producing a color material with no angle dependence on the hue even under the condition that light is irradiated only from one direction.

    DOI: 10.1080/15421406.2019.1651075

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  79. Grating Diffraction or Bragg Diffraction? Coloration Mechanisms of the Photonic Ball 査読有り 国際誌

    Ohnuki Ryosuke, Isoda Shinji, Sakai Miki, Takeoka Yukikazu, Yoshioka Shinya

    ADVANCED OPTICAL MATERIALS   7 巻 ( 13 )   2019年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Advanced Optical Materials  

    The coloration mechanism of the photonic ball is investigated, which is a spherical aggregation of submicrometer-sized colloidal particles. An interesting optical property is reported for photonic balls with colloidal particles larger than 400 nm: a ring-like iridescent reflection appears on the peripheral part of the ball when observed under an optical microscope. Previous studies considered grating diffraction or Bragg diffraction separately to explain this iridescence. Here, it is shown from detailed structural and optical investigations that both diffraction mechanisms are important. In particular, Bragg diffraction explains the presence of a specific color for the photonic ball when observed with the naked eye in contrast to the iridescence seen under the microscope. The essential idea of the optical analysis is to combine the Bragg diffraction that occurs in the 3D periodic structure with the grating diffraction that originates from the surface with a 2D periodicity. The macroscopic color is almost independent of the angle of observation because of this unique reflection mechanism; hence, the photonic ball can be a suitable candidate for the structurally colored pigment.

    DOI: 10.1002/adom.201900227

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  80. Optically transparent, high-toughness elastomer using a polyrotaxane cross-linker as a molecular pulley 査読有り

    Gotoh Hiroaki, Liu Chang, Bin Imran Abu, Hara Mitsuo, Seki Takahiro, Mayumi Koichi, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    SCIENCE ADVANCES   4 巻 ( 10 ) 頁: eaat7629   2018年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Science Advances  

    An elastomer is a three-dimensional network with a cross-linked polymer chain that undergoes large deformation with a small external force and returns to its original state when the external force is removed. Because of this hyperelasticity, elastomers are regarded as one of the best candidates for the matrix material of soft robots. However, the comprehensive performance required of matrix materials is a special challenge because improvement of some matrix properties often causes the deterioration of others. For example, an improvement in toughness can be realized by adding a large amount of filler to an elastomer, but to the impairment of optical transparency. Therefore, to produce an elastomer exhibiting optimum properties suitable for the desired purpose, very elaborate, complicated materials are often devised. Here, we have succeeded in creating an optically transparent, easily fabricated elastomer with good extensibility and high toughness by using a polyrotaxane (PR) composed of cyclic molecules and a linear polymer as a cross-linking agent. In general, elastomers having conventional cross-linked structures are susceptible to breakage as a result of loss of extensibility at high cross-linking density. We found that the toughness of the transparent elastomer prepared using the PR cross-linking agent is enhanced along with its Young's modulus as cross-linking density is increased.

    DOI: 10.1126/sciadv.aat7629

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  81. Spontaneous synthesis of a homogeneous thermoresponsive polymer network composed of polymers with a narrow molecular weight distribution

    Jochi Yuto, Seki Takahiro, Soejima Takamasa, Satoh Kotaro, Kamigaito Masami, Takeoka Yukikazu

    NPG ASIA MATERIALS   10 巻   頁: 840-848   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41427-018-0074-x

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  82. Bioinspired Color Materials Combining Structural, Dye, and Background Colors

    Sakai Miki, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    SMALL   14 巻 ( 30 )   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/smll.201800817

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  83. Spontaneous Preparation of Monodispersed, Structural Colored, Spherical Particles by Rotational Stirring

    Teshima Midori, Suzuki Motoki, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    CHEMNANOMAT   4 巻 ( 7 ) 頁: 621-625   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/cnma.201800102

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  84. Environment and human friendly colored materials prepared using black and white components

    Takeoka Yukikazu

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   54 巻 ( 39 ) 頁: 4905-4914   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c8cc01894d

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  85. Structural Coloration of a Colloidal Amorphous Array is Intensified by Carbon Nanolayers

    Takeoka Yukikazu, Iwata Masanori, Seki Takahiro, Nueangnoraj Khanin, Nishihara Hirotomo, Yoshioka Shinya

    LANGMUIR   34 巻 ( 14 ) 頁: 4282-4288   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b00242

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  86. Angle-independent structural colored materials by black and white components

    Takeoka Yukikazu

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   255 巻   頁: .   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  87. Preparation of angle-independent color materials by applying Mie resonances

    Naoi Yui, Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   255 巻   頁: .   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  88. Simple preparation of magnetic field-responsive structural colored Janus particles

    Teshima Midori, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   54 巻 ( 21 ) 頁: 2607-2610   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c7cc09464g

    Web of Science

  89. Angle-independent structural colored materials by black and white components 査読有り

    Yukikazu Takeoka

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   255 巻   頁: .   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Web of Science

  90. Preparation of angle-independent color materials by applying Mie resonances 査読有り

    Yui Naoi, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   255 巻   頁: .   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Web of Science

  91. Structurally colored coating films with tunable iridescence fabricated via cathodic electrophoretic deposition of silica particles 査読有り

    Kiyofumi Katagiri, Kensuke Uemura, Ryo Uesugi, Kei Inumaru, Takahiro Seki, Yukikazu Takeoka

    RSC ADVANCES   8 巻 ( 20 ) 頁: 10776 - 10784   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY  

    In recent years, colloidal arrays of submicrometer-sized monodisperse particles used as structurally colored coatings have drawn great attention due to their non-bleaching properties and low impact on human health and the environment. In this paper, structurally colored coating films were fabricated using monodisperse SiO2 particles via the cathodic electrophoretic deposition (EPD) technique. The addition of a strong polycation, poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA), enables the cathodic EPD of SiO2 particles and carbon black (CB) additives. Optimizing the quantities of PDDA and CB results in the appearance of vivid structural color from the coating films. The arrangement of the particle array is controllable by varying the pH of the water added to the coating sols for EPD. Structurally colored coating films with and without iridescence, i.e., angular dependence, can be fabricated on demand by a simple operation of the EPD process. In addition, the coating film prepared by cathodic EPD displayed high abrasion resistance because PDDA acts not only as a charge control agent but also as a binder.

    DOI: 10.1039/c8ra01215f

    Web of Science

    Scopus

  92. Angle-independent colored materials based on the Christiansen effect using phase-separated polymer membranes

    Takeoka Yukikazu

    POLYMER JOURNAL   49 巻 ( 3 ) 頁: 301-308   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/pj.2016.117

    Web of Science

  93. Photo-tunable Christiansen Colour Filter Using Photoisomerization of Stilbene 査読有り

    Ogawa, K., Hara, M., Nagano, S., Seki, T., Takeoka, Y.

    Chem. Lett.   46 巻   頁: 1386-1389   2017年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1246/cl.170603

  94. Highly Responsive Hydrogel out of Poly(N-isopropyl acryalamide) Grafted Polyrotaxane as Building Block Designed by Living Radical polymerization and Click Chemistry 査読有り

    Yasumoto, A., Gotoh, H., Gotoh, Y., Imran, A. B., Seki, T., Sakai, Y., Ito, K., Takeoka, Y.

    Macromolecules   50 巻   頁: 364-374   2017年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01955

  95. Structural color coating films composed of an amorphous array of colloidal particles via electrophoretic deposition 査読有り

    Katagiri, K.,* Tanaka, Y., Uemura K., Inumaru, K., Seki, T., Takeoka, Y.

    NPG Asia Materials   9 巻   頁: e355   2017年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/am.2017.13

  96. Bio-inspired Bright Structurally Coloured Colored Colloidal Amorphous Array Enhanced by Controlling Thickness and Black Background 査読有り

    Ogawa, K., Hara, M., Nagano, S., Seki, T., Takeoka, Y.

    Advanced Materials   29 巻   頁: 1605050(1-8)   2017年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/adma.201605050

  97. 白と黒の微粒子で多彩な色を生み出す構造色顔料

    竹岡 敬和

    色材協会誌   90 巻 ( 11 ) 頁: 393-397 - 397   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 色材協会  

    &lt;p&gt;環境や人への安全性が重んじられる中,安全で安価な非退色性の色素が求められている。本総説では,光の波長サイズの微細構造と黒色物質の利用によって,鮮やかな構造色を示す材料の調製方法について解説する。&lt;/p&gt;

    DOI: 10.4011/shikizai.90.393

    CiNii Research

  98. 白と黒の材料から作られるカラフルな色材:—鮮やかな構造色の発現には,微細構造と黒色物質の存在が重要—

    竹岡 敬和

    化学と教育   65 巻 ( 12 ) 頁: 640-643 - 643   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 日本化学会  

    &lt;p&gt;自然界には,大きく分けて二種類の発色方法がある。染料や顔料を用いた発色と,光の波長サイズの微細構造を利用した発色である。人類は,多くの染料や顔料を自然界から集め,それを人工的に作る方法を身につけてきた。そのおかげで,現在の我々の生活は様々な色にあふれた豊かな環境にある。しかし,21世紀になってからは,人間や環境に対して,より負荷の低い安全な素材を用いた,高耐久性,高機能性を有する色材が求められるようになり,微細構造を利用した発色材料,つまり,構造発色性材料が注目されている。本稿では,自然にある構造発色性材料を取り上げ,これまでにあまり理解されていなかった構造発色性について説明する。&lt;/p&gt;

    DOI: 10.20665/kakyoshi.65.12_640

    CiNii Research

  99. Molecular Weight Dependency of Polyrotaxane-cross-linked Polymer Gel Extensibility 査読有り

    Ohmori, K., Imran, A. B., Seki, T., Liu, C., Mayumi, K., Ito, K., Takeoka, Y.

    Chemical Communications   52 巻   頁: 13757-13759   2016年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  100. 機能性黒色物質を利用した構造発色性材料の構築

    竹岡 敬和

    ホソカワ粉体工学振興財団年報   24 巻 ( 0 ) 頁: 66-69 - 69   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益財団法人 ホソカワ粉体工学振興財団  

    &lt;p&gt;一般には,構造発色性材料は,光を照射する方向や見る方向によって,その色相を変えるというイメージがある.研究代表者は,角度依存性のない様々な色相の構造発色性材料を白と黒の材料から調製できることを世界に先駆けて見出した.材料としては,シリカ,酸化チタン,マグネタイト,高分子などが使用できる.環境や人にやさしい安価な材料を利用できるので,従来用いられていた環境や人にリスクの高いと思われる色素や顔料に変わって,毒性が少なく,かつ,非退色性の色材を低コストで調製することが可能になるだろう.また,黒色の材料には,導電性,磁性,光応答性など,様々な機能を示す材料が多いことから,これらの機能を利用した機能性色材が得られるかもしれない.&lt;/p&gt;

    DOI: 10.14356/hptf.14110

    CiNii Research

  101. Stimulus-Responsive Colored Materials for Sensing and Display Devices

    Takeoka Yukikazu

    PHOTONIC MATERIALS FOR SENSING, BIOSENSING AND DISPLAY DEVICES   229 巻   頁: 33 - 50   2016年

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    記述言語:日本語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Springer Series in Materials Science  

    In this chapter, two types of angle-independent colored systems are described that are achieved without using dyes and pigments: one is a colloidal amorphous array composed of fine colloidal particles, and the other is a phase-separated colored material based on the Christiansen effect. Stimuli-responsive systems using these materials are also introduced.

    DOI: 10.1007/978-3-319-24990-2_2

    Web of Science

    Scopus

  102. Molecular weight dependency of polyrotaxane-cross-linked polymer gel extensibility 査読有り

    Ohmori Kana, Abu Bin Imran, Seki Takahiro, Liu Chang, Mayumi Koichi, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   52 巻 ( 95 ) 頁: 13757 - 13759   2016年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Communications  

    This work investigates the influence of the molecular weight of polyrotaxane (PR) cross-linkers on the extensibility of polymer gels. The polymer gels, which were prepared using PR cross-linkers of three different molecular weights but the same number of cross-linking points per unit volume of gel, have almost the same Young's modulus. By contrast, the extensibility and rupture strength of the polymer gels are substantially increased with increasing molecular weight of the PR cross-linker.

    DOI: 10.1039/c6cc07641f

    Web of Science

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    PubMed

  103. Thermally Tunable Hydrogels Displaying Angle-Independent Structural Colors 査読有り

    Ohtsuka Yumiko, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   54 巻 ( 51 ) 頁: 15368 - 15373   2015年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Angewandte Chemie - International Edition  

    We report the preparation of thermally tunable hydrogels displaying angle-independent structural colors. The porous structures were formed with short-range order using colloidal amorphous array templates and a small amount of carbon black (CB). The resultant porous hydrogels prepared using colloidal amorphous arrays without CB appeared white, whereas the hydrogels with CB revealed bright structural colors. The brightly colored hydrogels rapidly changed hues in a reversible manner, and the hues varied widely depending on the water temperature. Moreover, the structural colors were angle-independent under diffusive lighting because of the isotropic nanostructure generated from the colloidal amorphous arrays.

    DOI: 10.1002/anie.201507503

    Web of Science

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    PubMed

  104. Thermally Tunable Angle-independent Structurally Coloured Hydrogels 査読有り

    Ohtsuka, Y., Seki, T., Takeoka, Y

    Angew. Chem. Int. Ed.     頁: in press   2015年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  105. Thermally Tunable Angle-independent Structurally Coloured Hydrogels 査読有り

    Ohtsuka, Y, Seki, T, Takeoka, Y

    Angew. Chem. Int. Ed.     頁: in press   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  106. Making colors from black and white

    Takeoka Yukikazu

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   250 巻   頁: .   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  107. Making colors from black and white 査読有り

    Yukikazu Takeoka

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   250 巻   頁: .   2015年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Web of Science

  108. Fusion materials for biomimetic structurally colored materials 査読有り

    Takeoka Yukikazu

    POLYMER JOURNAL   47 巻 ( 2 ) 頁: 106 - 113   2015年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Polymer Journal  

    This review addresses recent developments in structurally colored materials composed of submicrometer-sized fine particles, where the structural color is not angle-dependent. Recently, studies on colloidal crystals of submicrometer-sized fine particles for structurally colored materials applications have drawn great attention. Materials researchers have become aware that many living things exhibit bright structural colors that arise from amorphous arrays of particles, pores and fibers, and are now engaged in research related to this phenomenon. In particular, colloidal amorphous arrays composed of submicrometer-sized fine particles, which can display vivid structural color without angle dependence, have become a popular topic of study within recent years. In this paper, I review the possibility of using colloidal amorphous arrays as stimuli-responsive colored materials based on the properties of colloidal amorphous arrays that have been elucidated in recent experimental investigations.

    DOI: 10.1038/pj.2014.125

    Web of Science

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  109. Fusion Materials for Biomimetic Structurally Colored Materials 招待有り 査読有り

    Y. Takeoka

    Polymer Journal   47 巻   頁: 106-113   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  110. Preparation of Structurally Colored, Monodisperse Spherical Assemblies Composed of Black and White Colloidal Particles using a Micro Flow-Focusing Device 査読有り

    Midori Teshima, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shoji Takeuchi, Shinya Yoshioka, Yukikazu Takeoka

    J. Materials Chemistry C,   3 巻   頁: 769-777   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  111. Facile morphological control of fluorescent nano/microstructures via self-assembly and phase separation of trigonal azobenzenes showing aggregation-induced emission enhancement in polymer matrices 査読有り

    Han, M., Takeoka, Y., Seki, T.

    J. Materials Chemistry C,   3 巻   頁: 4093-4098   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/C5TC00462D

  112. Facile morphological control of fluorescent nano/microstructures via self-assembly and phase separation of trigonal azobenzenes showing aggregation-induced emission enhancement in polymer matrices

    Han Mina, Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C   3 巻 ( 16 ) 頁: 4093-4098   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c5tc00462d

    Web of Science

    Scopus

  113. Preparation of structurally colored, monodisperse spherical assemblies composed of black and white colloidal particles using a micro-flow-focusing device 査読有り

    Teshima Midori, Seki Takahiro, Kawano Ryuji, Takeuchi Shoji, Yoshioka Shinya, Takeoka Yukikazu

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C   3 巻 ( 4 ) 頁: 769 - 777   2015年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Materials Chemistry C  

    It is very annoying when colors fade over time from exposure to bright light. A structurally colored material is a strong candidate for the fabrication of non-fading colored materials composed of environmentally friendly and non-toxic chemicals. We demonstrate that by using a micro-flow-focusing device, monodisperse spherical assemblies displaying various structural colors in air can be prepared from a suspension containing environmentally friendly white and black colloidal particles: monodisperse submicron-sized SiO<inf>2</inf> colloidal particles and black magnetite colloidal particles. The average size of the monodisperse spherical assemblies can be controlled by changing the amount of SiO<inf>2</inf> colloidal particles used in the preparation of the suspension. The hue of the monodisperse spherical assemblies can be varied by simply altering the size of the SiO<inf>2</inf> colloidal particles. These monodisperse spherical assemblies exhibit either iridescent or non-iridescent structural colors, depending on the aggregation state of the SiO<inf>2</inf> colloidal particles, which can be controlled by the presence or absence of an electrolyte. Moreover, the saturation of the colors produced by the monodisperse spherical assemblies can be altered by modifying the amount of magnetite colloidal particles that is added. Our results should offer new possibilities for structurally colored materials for future application in pigments and test agents.

    DOI: 10.1039/c4tc01929f

    Web of Science

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  114. Colorful-pigment production with amorphous arrays of silica particles 招待有り 査読有り

    S. Yoshioka, Y. Takeoka

    ChemPhysChem     2014年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: doi.org/10.1002/cphc.201402095

  115. Light-induced Saturation Change in the Angle-independent Structural Coloration of Colloidal Amorphous Arrays 査読有り

    Hirashima, R., Seki, T., Katagiri, K., Akuzawa, Y., Torimoto, T., Takeoka, Y.

    J. Materials Chemistry C,   2 巻   頁: 344-348   2014年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  116. Extremely stretchable thermosensitive hydrogels prepared by introducing polyrotaxane-based slide-ring cross-linkers and ionic groups into the polymer network 査読有り

    Abu Bin Imran, Kenta Esaki, Hiroaki Gotoh, Takahiro Seki, Kohzo Ito, Yasuhiro Sakai, Yukikazu Takeoka

    Nature Communications   5 巻   頁: 5124:1-8   2014年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  117. 青い色を示す鳥の羽を模倣した角度依存性のない構造発色性材料

    竹岡 敬和

    日本ゴム協会誌   87 巻 ( 6 ) 頁: 226-230 - 230   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本ゴム協会  

    In this review, I introduce the microstructures and optical properties of angle-independent structurally coloured barbs of blue birds, then describe the fabrication and the optical nature of the artificially prepared imitations of such biological systems.

    DOI: 10.2324/gomu.87.226

    CiNii Research

  118. Light-induced saturation change in the angle-independent structural coloration of colloidal amorphous arrays 査読有り

    Hirashima Ryoko, Seki Takahiro, Katagiri Kiyofumi, Akuzawa Yuki, Torimotoa Tsukasa, Takeoka Yukikazu

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C   2 巻 ( 2 ) 頁: 344 - 348   2014年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Materials Chemistry C  

    Light-induced saturation changes in the angle-independent structural coloration of a colloidal amorphous array mainly composed of submicron-sized fine spherical silica particles including a tiny amount of titanium oxide nanoparticles were investigated using a photoelectrochemical reaction of the Ag/Ag<sup>+</sup> system, which can exhibit a change in the brightness of the black color. © The Royal Society of Chemistry.

    DOI: 10.1039/c3tc31438c

    Web of Science

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  119. Production of Colored Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles 査読有り

    Takeoka Yukikazu, Yoshioka Shinya, Takano Atsushi, Arai Shigeo, Nueangnoraj Khanin, Nishihara Hirotomo, Teshima Midori, Ohtsuka Yumiko, Seki Takahiro

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   52 巻 ( 28 ) 頁: 7261 - 7265   2013年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Angewandte Chemie - International Edition  

    Sprayed: Pigments with various angle-independent colors were prepared by a spray method (see picture), which is a remarkably simple method using submicrometer-sized silica particles and carbon black. The use of a polyelectrolyte that adheres to the particles can stabilize the structure of the colloidal amorphous arrays to create highly stressable, nonfading pigments. Copyright © 2013 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

    DOI: 10.1002/anie.201301321

    Web of Science

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    PubMed

  120. 角度依存性のない構造発色材料 (有機エレクトロニクス)

    竹岡 敬和

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 巻 ( 410 ) 頁: 1-5   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  121. 角度依存性のない構造発色材料

    竹岡 敬和

    電気学会研究会資料. DEI, 誘電・絶縁材料研究会   2013 巻 ( 1 ) 頁: 1-5   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  122. Stimuli-Responsive Opals: Colloidal Crystals and Colloidal Amorphous Arrays for Use in Functional Structurally Colored Materials 招待有り 査読有り

    Takeoka, Y.

    J. Materials Chemistry C,   1 巻   頁: 6059-6074   2013年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  123. Producing Coloured Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles 査読有り

    Takeoka, Y., Yoshioka, S., Takano, A., Arai, S., Khanin, N., Nishihara, H., Teshima, M., Ohtsuka, Y., Seki, T.

    Angew. Chem. Int. Ed.   52 巻   頁: 7261-7265   2013年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  124. Structurally Coloured Secondary Particles Composed of Black and White Colloidal Particles 査読有り

    Takeoka, Y., Yoshioka, S., Teshima, M., Takano, A., Harun-Ur-Rashid, M., Seki, T.

    Sci. Rep.   3 巻   頁: 2371-1-7   2013年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  125. Producing Coloured Pigments with Amorphous Arrays of Black and White Colloidal Particles 査読有り

    Takeoka, Y, Yoshioka, S, Takano, A, Arai, S, Khanin, N, Nishihara, H, Teshima, M, Ohtsuka, Y, Seki, T

    Angew. Chem. Int. Ed.   52 巻   頁: 7261-7265   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  126. Applications of Stimuli-Sensitive Inverse Opal Gels

    Takeoka Yukikazu

    RESPONSIVE PHOTONIC NANOSTRUCTURES: SMART NANOSCALE OPTICAL MATERIALS   ( 5 ) 頁: 150 - 189   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/9781849737760-00150

    Web of Science

  127. Stimuli-responsive opals: colloidal crystals and colloidal amorphous arrays for use in functional structurally colored materials 査読有り

    Takeoka Yukikazu

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C   1 巻 ( 38 ) 頁: 6059 - 6074   2013年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Materials Chemistry C  

    Two distinct types of colloidal particle aggregated states exist in opal, namely, the colloidal crystal and the colloidal amorphous array. Today, these aggregates can be artificially prepared and are now studied as non-fading structurally colored materials as a result of our better understanding of their optical properties. Additionally, by applying the aggregates as stimuli-responsive materials, we can fabricate stimuli-responsive structurally colored systems that change their hue and saturation in response to external stimuli. In this review, the conditions necessary for fabricating stimuli-responsive structurally colored systems using the two types of aggregates present in opal are explained. © 2013 The Royal Society of Chemistry.

    DOI: 10.1039/c3tc30885e

    Web of Science

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  128. Angle-independent structural coloured amorphous arrays 査読有り

    Takeoka Yukikazu

    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY   22 巻 ( 44 ) 頁: 23299 - 23309   2012年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Materials Chemistry  

    We are able to observe a colour due to the interference of light from microstructures composed of different refractive index materials that is comparable to the visible wavelength of light; such a colour is called a structural colour. Because structural colour is fadeless and no energy is lost from the colour mechanism, structurally coloured materials are expected to be used for energy-saving reflective displays and sensors. Previously, however, the word "iridescence" rather than "structural colour" was used to describe the property of a surface that appears to change colour as the viewing angle or the angle of light illumination changes. Thus, people who are aware of the concept of interference colour have a strong impression that all structurally coloured materials change hue when viewed from different angles, as indicated by the term "iridescence." In fact, most artificial structurally coloured materials that we and other groups have studied so far change their hue depending on the viewing and light illumination angles because these structural colours are derived from Bragg reflection. Such angle dependence presents a barrier for developing displays and sensors using structurally coloured materials. Therefore, my group has been working to develop angle-independent structural coloured materials. The latest most notable ones are amorphous array systems. In this review, I first introduce the microstructures and optical properties of low-angle-dependent structurally coloured amorphous arrays in biological systems, then describe the fabrication and the optical nature of the artificially prepared imitations of such biological systems, and finally, present the related theoretical studies. © The Royal Society of Chemistry 2012.

    DOI: 10.1039/c2jm33643j

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  129. Photoinduced Volume Transition in Liquid Crystalline Polymer Gels Swollen by a Nematic Solvent 査読有り

    Hayata Yuki, Nagano Shusaku, Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro

    ACS MACRO LETTERS   1 巻 ( 11 ) 頁: 1357 - 1361   2012年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Macro Letters  

    Nematic liquid crystalline (LC) cross-linked polymer gel sheets containing 3 mol % azobenzene (Az) unit were prepared and swollen by a nematic solvent of 4′-pentyl-4-cyanobiphenyl (5CB). This 5CB-swollen gel sheet exhibited a discontinuous volume change around the nematic-isotoropic phase transition temperature of the LC gel (TNIG). UV irradiation at a temperature slightly lower than TNIG provoked a large volume transition (expansion) due to a loss of nematic order within the gel sheet caused by the trans-to-cis photoisomerization of Az. The volume was reverted by irradiation with 436 nm light. By templating the colloidal crystal film of monodispersed silica particles, a LC gel sheet possessing a microporous structure was also prepared. Due to the facilitated diffusion of 5CB, the microporous LC gel exhibited significant enhancements in the extent and rate of the photoinduced volume transition. © 2012 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/mz300447j

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  130. Angle-independent Structural Coloured Amorphous Arrays

    Y. Takeoka

    J. Materials Chemistry   22 巻   頁: 23299-23309   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  131. Angle-independent Structural Coloured Amorphous Arrays

    Y. Takeoka

    J. Materials Chemistry   22 巻   頁: 23299-23309   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  132. Fabrication of mono-dispersed spherical assemblies and these structural colors by using microflow device 国際誌

    Midori Teshima, Yukikazu Takeoka, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shinya Yoshioka, Shoji Takeuchi

    Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2012     頁: 644 - 646   2012年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2012  

    Structural colors are caused by the interaction of visible light with micro structures of the substances, on a length scale comparable to optical wavelength. We pay marked attention to the structural colored materials because of these less fading and low environment burden compared with the colored materials using dyes. This report shows that we fabricated monodispersed spherical assembly (MDSA) composed of submicron silica particles as a structural color material by using a micro flow focusing device (MFFD). Moreover, we will introduce the improvement for the coloration of the spherical assembly by magnetic particles.

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  133. Amorphous Array of Poly(N-isopropylacrylamide) Brush-Coated Silica Particles for Thermally Tunable Angle-Independent Photonic Band Gap Materials

    Gotoh, Y., Suzuki, H., Kumano, N., Seki, T., Katagiri, K., Takeoka, Y.

    New Journal of Chemistry   36 巻   頁: 2171-2175   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  134. Versatile self-assembled hybrid systems with exotic structures and unique functions 査読有り

    Nakanishi Takashi, Naito Masanobu, Takeoka Yukikazu, Matsuura Kazunori

    CURRENT OPINION IN COLLOID & INTERFACE SCIENCE   16 巻 ( 6 ) 頁: 482 - 490   2011年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Current Opinion in Colloid and Interface Science  

    In this review article, we describe recent progress about exotic self-assembled systems with various dimensions including biomolecules, supramolecules, unique hydrophobic amphiphiles, polymers, nano-clusters, and colloidal particles. Construction of robust biomolecular assemblies with exotic structures, such as ring and hollow capsule, is achieved by rational designs of symmetric biomolecular conjugates. In addition, we comprehensively summarized leading-edge topics on optical/topological properties of self-assembled hybrid systems, such as circularly polarized luminescence or structural color. The preparation of colloidal amorphous array with photonic band gap-induced angle-independent structural color is also achieved in consideration of the following situations: i) two-body sphere-sphere potential, ii) disorder packing using different sizes of colloidal particles, and iii) softness of colloidal particles. Lastly, we demonstrated useful utilizations of exotic self-assembled objects. Flakelike microparticles were transcribed into various nano-flake metals and applied as temperature indicator for the local heating of an addictive. All findings described here show meaningful hybrid strategies in self-assembly techniques and their functionalization as well as materialization. © 2011 Elsevier Ltd.

    DOI: 10.1016/j.cocis.2011.08.003

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  135. Versatile Self-Assembled Hybrid Systems with Exotic Structures and Unique Functions 招待有り 査読有り

    Nakanishi, T., Naito, M., Takeoka, Y., Matsuura, K.

    Current Opinion in Colloid and Interface Science   16 巻   頁: 482-490   2011年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  136. Multi-Colour Polymer Dispersed Liquid Crystal 査読有り

    Kumano, N., Seki, T., Ishii, M., Nakamura, H., Umemura, T., Takeoka, Y.

    Adv. Mater.   23 巻   頁: 884-888   2011年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  137. Tunable Angle-Independent Structural Colour from Phase Separated Porous Gel 査読有り

    Kumano, N., Seki, T., Ishii, M., Nakamura, H., Takeoka, Y.

      50 巻   頁: 4012-4015   2011年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  138. Precise Synthesis and Physicochemical Properties of High-Density Polymer Brushes designed with Poly(N-isopropylacrylamide) 査読有り

    Suzuki Hiromasa, Nurul Huda Muhammad, Seki Takahiro, Kawamoto Taisuke, Haga Hisashi, Kawabata Kazushige, Takeoka Yukikazu

    MACROMOLECULES   43 巻 ( 23 ) 頁: 9945 - 9956   2010年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    A high-density polymer brush of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) was precisely prepared following carefully selected procedures, which included selecting the underlying substrate, preparing its surface, and grafting PNIPA on the substrate. As a result, the graft density and the dried thickness of the brush reached more than 0.5 chains/nm2 and 200 nm, respectively, for the best combination of each procedure. This high-density polymer brush showed gradual collapse with increasing temperature in water, which must be attributed to both the low swelling and the low shrinking abilities of the brush that result from the physically constrained state of the polymers. The contact angle of the air bubbles underneath the high-density polymer brush also gradually decreaseduptoaround25 °C in water with increasing temperature, which indicates that the hydrophilicity of the surface decreases as it does in typical PNIPA-grafted membranes and gels. Starting at the lower critical solution temperature of free PNIPA in water, approximately 32 °C, the value of the contact angle started to increase dramatically, and it became constant when the solution temperature exceeded 40 °C. Ultimately, the surface exhibited a mostly hydrophilic nature at higher temperatures. The temperature-dependent contact angles can be interpreted by assuming that the terminally chlorinated alkyl groups ofthe elongated PNIPAs can be positioned on the surfaces or hidden in the vicinity of the membranes, depending on the temperature of the solution. © 2010 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/ma101439f

    Web of Science

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  139. Recent advances in hydrogels in terms of fast stimuli responsiveness and superior mechanical performance

    Imran Abu Bin, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    Polymer journal   42 巻 ( 11 ) 頁: 839-851   2010年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  140. Recent advances in hydrogels in terms of fast stimuli responsiveness and superior mechanical performance

    Bin Imran Abu, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    POLYMER JOURNAL   42 巻 ( 11 ) 頁: 839-851   2010年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/pj.2010.87

    Web of Science

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  141. Poly(N-isopropylacrylamide) Gel Prepared Using a Hydrophilic Polyrotaxane-Based Movable Cross-Linker 査読有り

    Bin Imran Abu, Seki Takahiro, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    MACROMOLECULES   43 巻 ( 4 ) 頁: 1975 - 1980   2010年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    A novel type of thermosensitive polymer gel was fabricated using a hydrophilic polyrotaxane as a movable cross-linker and N-isopropylacrylamide (NIPA) as a monomer. An optical transparence, mechanical softness, abnormal swelling capacity, and unprecedentedly fast thermosensitivity are among the salient features of this new polyNIPA gel in comparison with typical poly NIPA gels prepared by bifunctional cross-linker such as N, N'-methylenebisacrylamide (TN gels) and a previously reported polyNIPA gel using a hydrophobic polyrotaxane as a cross-linker. Whereas TN gels can take more than a day to undergo full deswelling in response to sudden temperature change, our new gel collapses in ∼10 min. The hydrophilicity and movability of the cross-linker contribute to these unprecedented properties of this thermosensitive polyNIPA gel. Moreover, this new type of cross-linker can be applied to any of the conventional gels made by radical polymerization and will likely improve the stimuli responses and mechanical properties of the gels. © 2010 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/ma902349j

    Web of Science

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  142. Angle-Independent Structural Color in Colloidal Amorphous Arrays 査読有り

    Harun-Ur-Rashid Mohammad, Bin Imran Abu, Seki Takahiro, Ishi Masahiko, Nakamura Hiroshi, Takeoka Yukikazu

    CHEMPHYSCHEM   11 巻 ( 3 ) 頁: 579 - 583   2010年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/cphc.200900869

    Web of Science

    PubMed

  143. Angle-Independent Structural Color in Colloidal Amorphous Arrays 査読有り

    Harun-Ur-Rashid, M., Imran, A. B., Seki, T., Ishii, M., Nakamura, H., Takeoka, Y.

    ChemPhysChem.   11 巻   頁: 579-583   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  144. Characteristics of disperse poly(N-isopropylacrylamide) brushes on silicon surfaces by Atom transfer radical polymerization

    Huda, M.N., Seki, T., Suzuki, H., Kabir, A.N.M.H., Rashid, H.U., Takeoka, Y.

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press. 巻   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  145. Hydrophobic and hydrophilic polyrotaxane based movable cross-linkers for thermo-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) gels 査読有り

    Imran, A. B., Seki, T., Ito, K., Takeoka, Y.

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press. 巻   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  146. Facile synthesis of sliding poly(NIPA) gels using a vinyl modified polyrotaxane as a Cross-linker 査読有り

      in press. 巻   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  147. Poly(N-isopropylacrylamide) gel prepared using a hydrophilic polyrotaxane-based movable cross-linker 査読有り

    Imran, A. B., Seki, T., Ito, K., Takeoka, Y.

    Macromolecules   43 巻   頁: 1975-1980   2010年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  148. Characteristics of High-Density Poly(<i>N</i>-isopropylacrylamide) (PNIPA) Brushes on Silicon Surface by Atom Transfer Radical Polymerization

    Huda M.Nurul, Seki Takahiro, Suzuki Hiromasa, Kabir A.N.M Hamidul, Rashid M. Harunur, Takeoka Yukikazu

    Transactions of the Materials Research Society of Japan   35 巻 ( 4 ) 頁: 845-848 - 848   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本MRS  

    High-density poly(&lt;i&gt;N&lt;/i&gt;-isopropylacrylamide) (PNIPA) brushes were synthesized on silicon surfaces by surface initiated ATRP at various polymerization conditions. Polymerization was achieved using CuCl/tris(2-(dimethylamino)ethyl)amine (Me&lt;sub&gt;6&lt;/sub&gt;TREN) as a catalytic system in DMSO at 20℃. The linear evolution of number average molecular weight (&lt;i&gt;M&lt;/i&gt;&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt;) versus monomer conversion, the increase in layer thickness with polymerization time and relatively low molecular weight distribution (~ 1.2) indicate a well-controlled manner of polymerization. The average value of grafting density of PNIPA brushes was around 0.48 chain/nm&lt;sup&gt;2&lt;/sup&gt;: We obtained high-density PNIPA brushes. During the measurement of air bubble contact angle under the surface of the PNIPA brushes in water, the surface property of PNIPA brushes shows an interesting phenomenon, which is antithetic to that of typical PNIPA gel. With the increase of temperature from 10℃, the surfaces of the PNIPA brushes gradually change to more hydrophobic natures. But as temperature approaches the LCST, the brush surfaces turned back to hydrophilic state. This might be the effect of the change in the surface

    DOI: 10.14723/tmrsj.35.845

    CiNii Research

  149. Facile synthesis of sliding poly(NIPA) gels using a vinyl modified polyrotaxane as a cross-linker

    Bin Imran Abu, Seki Takahiro, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    Transactions of the Materials Research Society of Japan   35 巻 ( 4 ) 頁: 841-844 - 844   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本MRS  

    A unique hydrogel has been synthesized using supramolecular polyrotaxane as the starting material. Sparsely dispersed α-cyclodextrins threaded into long polyethylene glycol axle (Mw=35000) trapped with a stable capping agent, 1-adamantanamine of polyrotaxane (PR) unit was used for this purpose. The modification of the hydroxyl groups of α-CDs of the PR by a vinyl monomer containing an active isocyanate group at one end resulted in the formation of a stable carbamate bond with hydroxyl groups to give the modified polyrotaxane based cross-linker (MPR). Polymer gels were designed using MPR as a cross-linker and N-isopropylacrylamide, NIPA as a monomer and transparent, very soft, flexible, fast responsive and mechanically improved polymer gels could be obtained. The polymer chains can slide and rotate about the movable cross-linker in the gel network, which potentially improves the properties of the gels over conventional chemically cross-linked polymer gel.

    DOI: 10.14723/tmrsj.35.841

    CiNii Research

  150. Hydrophobic and hydrophilic polyrotaxane based movable cross-linkers for thermo-sensitive poly(<i>N</i>-isopropylacrylamide) gels

    Imran Abu Bin, Seki Takahiro, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    Transactions of the Materials Research Society of Japan   35 巻 ( 2 ) 頁: 291-297 - 297   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本MRS  

    A novel hydrogel has been fabricated using vinyl modified polyrotaxane as a cross-linker. A sparsely dispersed propylene oxide modified α-cyclodextrins which were threaded into the long polyethylene glycol (Mw = 35000) and were trapped by bulky 1-adamantanamine molecules was used as a hydrophilic polyrotaxane, HPR. HPR was modified by a small amount 2-acryloyloxyethylisocyanate monomer to obtain a water soluble polyrotaxane-based movable cross-linker, MHPR. Polymer gels, prepared by free radical polymerization of thermo-sensitive monomer &lt;i&gt;N&lt;/i&gt;-isopropylacrylamide (NIPA) in presence of MHPR cross-linker, gave transparent, soft and flexible, mechanically strong and fast thermo-sensitive gels. The gel changes its volume isotropically and reaches rapidly to the equilibrium shrunken state after a temperature jump. The hydrophilicity of the cross-linker retains the homogeneity in the gel network and restricts the formation of aggregated globules, which permits the poly(NIPA) chains along with macrocycles to move or rotate freely inside the gel networks under deformation. The movability of the cross-links can strongly minimize their localized stress during deformation. The fascinating

    DOI: 10.14723/tmrsj.35.291

    CiNii Research

  151. Characteristics of disperse poly(N-isopropylacrylamide) brushes on silicon surfaces by Atom transfer radical polymerization

    Huda, M.N, Seki, T, Suzuki, H, Kabir, A.N.M.H, Rashid, H.U, Takeoka, Y

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press. 巻   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  152. Hydrophobic and hydrophilic polyrotaxane based movable cross-linkers for thermo-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) gels 査読有り

    Imran, A. B, Seki, T, Ito, K, Takeoka, Y

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press. 巻   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  153. Facile synthesis of sliding poly(NIPA) gels using a vinyl modified polyrotaxane as a Cross-linker 査読有り

    Imran, A. B, Seki, T, Ito, K, Takeoka, Y

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press. 巻   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  154. Confined Stimuli-Responsive Polymer Gel in Inverse Opal Polymer Membrane for Colorimetric Glucose Sensor 査読有り

    Honda Masaki, Kataoka Kazunori, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    LANGMUIR   25 巻 ( 14 ) 頁: 8349 - 8356   2009年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Langmuir  

    Wedeveloped a totally synthetic colorimetric glucose-sensing system that is composed of glucose-responsive hydrogel particles confined in an inverse opal polymer membrane. This system exhibits structural color on the basis of Bragg diffraction arising from the 3-D ordered structure with periodicity on the order of the wavelength of visible light. The volume of the hydrogel particles reversibly changes as the glucose concentration varies in the separated pores of the inverse opal polymer membrane; this system reveals a reversible change in the color appearance and the peak intensity of the reflection spectra with the variation in the glucose concentration. By careful design of the system, we can detect the important range of glucose concentration around the threshold value for diagnosing diabetes mellitus by using the colorimetric glucose-sensing system. © 2009 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/la804262b

    Web of Science

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    PubMed

  155. Structural Colored Gel 招待有り 査読有り

    Takeoka, Y.

    J. Photopolymer Sci. & Tech.   22 巻   頁: 123 - 132   2009年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  156. Electrochromism based on structural clour changes in a polyelectrolyte gel 査読有り

    Ueno, K., Sakamoto, J., Takeoka, Y. Watanabe, M.

    J. Mater. Chem.   1 巻   頁: 4778-4783   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  157. Structural Coloured Liquid Membrane without Angle-Dependence 査読有り

    Takeoka, Y. Honda, M., Seki, T., Ishii, M., Nakamura, H.

    ACS Applied Materials & Interfaces   1 巻   頁: 982-986   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  158. Template Synthesis for Stimuli-Responsive Angle Independent Structural ColoredSmart Materials 査読有り

    Harun-Ur-Rashid, M., Imran, A. B., Seki, T., Ishii, M., Nakamura, H., Takeoka, Y.

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press 巻   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  159. Confined Stimuli-Responsive Polymer Gel in Inverse Opal Polymer Membrane for Colorimetric Glucose sensor 査読有り

    Honda, M., Kataoka, K., Seki, T., Takeoka, Y.

    Langmuir   25 巻   頁: 8349-8356   2009年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  160. *Dual Tuning of Photonic Band Gap Structure in Soft Photonic Crystal 査読有り

    Honda, M., Seki, T., Takeoka, Y.

    Adv. Mater.   21 巻   頁: 1801-1804   2009年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  161. Structural Colored Gels for Tunable Soft Photonic Crystals 招待有り 査読有り

    Rashid, H.-u., Seki, T., Takeoka, Y.

    The Chemical Record   9 巻   頁: 87-105   2009年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  162. コロイド微粒子が形成する集合状態と構造発色性材料への応用(<特集>複合高分子により形成される疑似結晶構造の最前線)

    竹岡 敬和

    日本結晶成長学会誌   36 巻 ( 1 ) 頁: 49-54 - 54   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本結晶成長学会  

    本稿では,最近筆者が興味を持っているコロイド粒子集合体とその光学特性について,主に構造発色性材料としての観点から紹介する.特に,最後に説明するコロイド準結晶は,ごく最近,その存在が明らかになったばかりであり,構造発色性材料としての性質を示す系はまだ見つかってはいない.筆者も最近取り組み始めた研究であり,今後の展開が楽しみな対象である.

    DOI: 10.19009/jjacg.36.1_49

    CiNii Research

  163. Structural Colored Gel

    Takeoka Yukikazu

    JOURNAL OF PHOTOPOLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY   22 巻 ( 2 ) 頁: 123-132   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  164. Structural colored gel 査読有り

    Takeoka Y.

    Journal of Photopolymer Science and Technology   22 巻 ( 2 ) 頁: 123 - 132   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Photopolymer Science and Technology  

    A periodically ordered interconnecting porous structure can be embodied in a chemical gel by using a closest-packed colloidal crystal as a template. The interconnecting porosity not only provides a quick response but also endows the porous gel with structural color arising from coherent Bragg optical diffraction. The structural color revealed by porous gels can be regulated by several techniques, and thus it is feasible to obtain desirable, smart, soft materials. The swelling parameter of the polymer chains in the polymer network in response to the environment may be recognized through the variation in the color of the structural colored gel by using the fine colloidal crystal. The role of the volume interactions between the polymer chains in the gel can be estimated by simply measuring the length of the gel, based on the assumption that the subchains in the polymer network under the preparation conditions behave as unperturbed Gaussian coils. This means that it is possible to determine the change at the molecular level in the gel such as the swelling parameter of the polymer chains in the polymer network in response to the environment with the naked eye only when the gel is fabricated from specific a pre-gel solution and a colloidal crystal. The linear expansion factor of the subchains was assessed by comparing the positions of the diffraction peak (λmax) in a given situation and the Gaussian state at temperatures lower than the LCST of the porous gel. The periodically ordered structure with a size corresponding to the wavelength of optical light allows us to detect the behavior of polymer chains through the structural color. This review focuses on the synthesis of the structural colored porous gel and on the visualizing conformations of subchains by creating optical wavelength-sized periodically ordered structure in hydrogel. The main portion of this article was previously published in Langmuir.19 ©2OO9CPST.

    DOI: 10.2494/photopolymer.22.123

    Web of Science

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    CiNii Research

  165. Structural Colored Gels for Tunable Soft Photonic Crystals 査読有り

    Harun-Ur-Rashid Mohammad, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu

    CHEMICAL RECORD   9 巻 ( 2 ) 頁: 87 - 105   2009年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Record  

    A periodically ordered interconnecting porous structure can be embodied in chemical gels by using closest-packed colloidal crystals as templates. The interconnecting porosity not only provides a quick response but also endows the porous gels with structural color arising from coherent Bragg optical diffraction. The structural colors revealed by porous gels can be regulated by several techniques, and thus, it is feasible to obtain desirable, smart, soft materials. A well-known thermosensitive monomer, N-isopropylacrylamide (NIPA), and other minor monomers were used to fabricate various structural colored gels. The selection of minor monomers depended on the targeted properties. This review focuses on the synthesis of templates, structural colored porous gels, and the applications of structural colored gel as smart soft materials for tunable photonic crystals. © 2009 The Japan Chemical Journal Forum and Wiley Periodicals, Inc.

    DOI: 10.1002/tcr.20169

    Web of Science

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  166. Template Synthesis for Stimuli-Responsive Angle Independent Structural Colored Smart Materials

    Harun-Ur-Rashid Mohammad, Imran Abu Bin, Seki Takahiro, Takeoka Yukikazu, Ishii Masahiko, Nakamura Hiroshi

    Transactions of the Materials Research Society of Japan   34 巻 ( 2 ) 頁: 333-337 - 337   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本MRS  

    Like other conventional smart materials, structural color showing smart materials inherit physical and chemical characteristics imposed by the templates. Smart Material such as structural colored gel made of photonic crystal (PC) as template, exhibits angle dependent structural color because the color arises from the Bragg optical diffraction of light from crystal planes. But angle independent or low angle dependent structural color is required for devising of display with a wide viewing angle. To meet this purpose we prepared photonic glass (PG) from silica colloidal spheres. This PG is able to exhibit structural color, which is stable against the change of the angle of view and the angle of illumination. The transmittance spectrum evidences the angle independence of the structural color of PG. The Fast Fourier Transformation and the autocorrelation function prove that we prepared an amorphous material. The existence of short range order helps PG to exhibit angle independent structural color.

    DOI: 10.14723/tmrsj.34.333

    CiNii Research

  167. Template Synthesis for Stimuli-Responsive Angle Independent Structural ColoredSmart Materials 査読有り

    Harun-Ur-Rashid, M, Imran, A. B, Seki, T, Ishii, M, Nakamura, H, Takeoka, Y

    Transactions of the Materials Research Society Japan   in press 巻   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  168. Chromic slide-ring gel based on reflection from photonic bandgap 査読有り

    Murayama Harumi, Bin Imran Abu, Nagano Shusaku, Seki Takahiro, Kidowaki Masatoshi, Ito Kohzo, Takeoka Yukikazu

    MACROMOLECULES   41 巻 ( 5 ) 頁: 1808 - 1814   2008年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    Here we report on a chromic slide-ring gel consisting of polyrotaxane by using a close-packed colloidal crystal as a template. In the slide-ring gel, the polymer chains with bulky end groups are not covalently cross-linked like chemical gels nor do they interact attractively like physical gels, but are topologically interlocked by figure-of-eight cross-links. The slide-ring gel has freely movable cross-links, which have a pulley effect on tensile deformation. This effect improves the mechanical properties of polymer gels. In this work, this physically and mechanically optimized polymer gel was used to make stimuli-responsive photonic band gap materials. Our gel exhibits solvatochromic behavior based on the change in structural color. © 2008 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/ma0715627

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  169. *Photoregulated Worm-like Motion of Gel 査読有り

    Shinohara, S., Seki, T., Sakai, T., R. Yoshida, Takeoka, Y.

    Angew. Chem. Int. Ed.   97 巻   頁: 9039-9043   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  170. *Fabrication of Mechanically Improved Hydrogels Using Movable Cross-linker Based on Vinyl Modified Polyrotaxane 査読有り

    Imran, A. B., Seki, T., Kataoka, T., Kidowaki, M., Ito, K., Takeoka, Y.

    Chemical Communications     頁: 5227-5229   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  171. Chemical and Optical Control of Peristaltic Actuator Based on Self-Oscillating Porous Gel 査読有り

    Shinohara, S., Seki, T., Sakai, T., R. Yoshida, Takeoka, Y.

    Chemical Communications   4735-4737 巻   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  172. Chromic Slide-Ring Gel based on Reflection from Photonic Bandgap 査読有り

    Murayama, H., Imran, A. B., Nagano, S., Seki, T., Kidowaki, M., Ito, K., Takeoka, Y.

    Macromolecules   41 巻   頁: 1808-1814   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  173. Chemical and optical control of peristaltic actuator based on self-oscillating porous gel 査読有り

    Shinohara Shu-ichi, Seki Takahiro, Sakai Takamasa, Yoshida Ryo, Takeoka Yukikazu

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   4735-4737 巻 ( 39 ) 頁: 4735 - 4737   2008年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Chemical Communications  

    We demonstrate the chemical and optical control of the self-sustaining peristaltic motion of a structural colored porous hydrogel. © The Royal Society of Chemistry.

    DOI: 10.1039/b808427k

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  174. Photoregulated wormlike motion of a gel 査読有り

    Shinohara Shu-ichi, Seki Takahiro, Sakai Takamasa, Yoshida Ryo, Takeoka Yukikazu

    Angewandte Chemie   120 巻 ( 47 ) 頁: 9179   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-VCH Verlag  

  175. フォトクロミックゲル

    竹岡 敬和

    光化学 = Photochemistry   38 巻 ( 2 ) 頁: 126-129   2007年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  176. Organized monolayer of thermosensitive microgel beads prepared by double-template polymerization 査読有り

    Sakai Takamasa, Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro, Yoshida Ryo

    LANGMUIR   23 巻 ( 17 ) 頁: 8651 - 8654   2007年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Langmuir  

    A 2D close-packed array of thermosensitive microgel beads was prepared by the double-template polymerization method. First, a 2D colloidal crystal of silica beads with 10 μm diameter was obtained by the solvent evaporation method. This monolayer of colloidal crystals can serve as the first template for the preparation of macroporous polystyrene. The macroporous polystyrene trapping the crystalline order can be used as a negative template for fabricating gel beads arrays. A functional surface using thermosensitive poly(N-isopropylacrylamide) gel beads array was fabricated by the double-template polymerization method. © 2007 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/la700448t

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  177. Photoresponsive slide-ring gel 査読有り

    Sakai Taiga, Murayama Harumi, Nagano Shusaku, Takeoka Yukikazu, Kidowaki Masatoshi, Ito Kohzo, Seki Takahiro

    ADVANCED MATERIALS   19 巻 ( 15 ) 頁: 2023 - +   2007年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Advanced Materials  

    Photoresponsive ring-slide polymer gels showing unique behavior derived from the dynamic supramolecular framework have been prepared successfully. The characteristic ability of these gels to deform easily leads to stimuli-sensitive properties, while numerous types of gels have been developed for a variety of applications such as actuators, optically tunable lenses, and self-oscillating devices. Light is of particular use for controlling materials because of its spatial accuracy and time resolution in the irradiation process. The overshoot swelling behavior at the transient stage is a characteristic feature of slide-ring gels. The unusually large photo induced deformation for azobenzene-containing gel and the appearance of transient overshooting behavior in the swelling process are due to the pulley effect of the mobile cross-linkers. However, new behaviors found in the light-responsive slide-ring gels are expected to lead to more applications in polymer-gel science and technology.

    DOI: 10.1002/adma.200700457

    Web of Science

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  178. Biform structural colored hydrogel for observation of subchain conformations 査読有り

    Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro

    MACROMOLECULES   40 巻 ( 15 ) 頁: 5513 - 5518   2007年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Macromolecules  

    We prepared a biform structural colored thermosensitive gel using both a close-packed colloidal crystal and a wing of a morpho butterfly. The porous portion of the gel obtained by the close-packed colloidal crystal as a template exhibits a change in "structural color" according to the volume when the water temperature is altered. Meanwhile, the portion where tiny scales of the wing are strewn on the surface of the gel (a morpho gel) also reveals "structural color", but irrespective of the volume change. The reflection spectrum from "the morpho gel" portion provides the standard value of the peak position, λmax,0, indicating that the subchains in the gel are Gaussian chains. Consequently, we can estimate the linear expansion factor a of the subchains by comparing the peak positions of the reflection spectra from the porous gel, λmax, and from the morpho gel, λmax: λmax/λ max,0 ∼ α. We can detect the change in the conformation of subchains in the gel in response to the external perturbations surrounding the gel with the naked eye and/or spectroscopic methods through the comparison of the both structural colors. © 2007 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/ma0701078

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  179. 二段階鋳型重合法を用いた温度応答型ゲル微粒子単層組織化膜の作製

    酒井 崇匡, 竹岡 敬和, 関 隆広, 吉田 亮

    高分子論文集   64 巻 ( 1 ) 頁: 45-49   2007年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  180. ゲルの体積相転移(1978年 : 田中豊一)

    永山 國昭, 竹岡 敬和

    高分子   56 巻 ( 1 ) 頁: 26-27 - 27   2007年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 高分子学会  

    DOI: 10.1295/kobunshi.56.26

    CiNii Research

  181. *Thermally-Adjustable Multicolor Photochromic Hydrogel 査読有り

    Matsubara, K., Watanabe, M., Takeoka, Y.

    Angew. Chem. Int. Ed.   46 巻   頁: 1688-1692   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  182. 二段階鋳型重合法を用いた温度応答型ゲル微粒子単層組織化膜の作製 査読有り

    酒井崇匡、竹岡敬和、関 隆広、吉田 亮

    高分子論文集   64 巻   頁: 45-49   2007年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  183. Organized monolayer of thermosensitive microgel beads prepared bydouble template polymerization 査読有り

    Sakai, T., Takeoka, Y., Seki, T., Yoshida, R.

    Langmuir   23 巻   頁: 8651-8654   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  184. Photoresponsive Slide-Ring Gel 査読有り

    Sakai, T. Murayama, H., Nagano, S., Takeoka, Y., Kidowaki, M., Ito, K., Seki, T.

    Adv. Mater.   23 巻   頁: 8651-8654   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  185. Biform Structural Colored Hydrogel For Observation of Subchain Conformations 査読有り

    Takeoka, Y., Seki, T.

    Macromolecules   40 巻   頁: 5513-5518   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  186. *Electro- and Thermo- chromic Hydrogel as Full-color Indicator 査読有り

    Ueno, K., Matsubara, K., Watanabe, M., Takeoka, Y.

    Adv. Mater.   19 巻   頁: 2807-2812   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  187. Organized thermosensitive microgel bead monolayer prepared by double template polymerization 査読有り

    Sakai T.

    Kobunshi Ronbunshu   64 巻 ( 1 ) 頁: 45 - 49   2007年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Kobunshi Ronbunshu  

    二段階鋳型重合法を応用した新規な方法により 10 &mu;m 程度のゲル微粒子を二次元配列させることに成功した.第一に,粒径 10 &mu;m のシリカ微粒子のコロイド結晶を溶媒蒸発法によって作製した.この際 O リングを用いることによって,単層で不整の少ない結晶を得ることができた.このコロイド結晶は多孔質ポリスチレンフィルムを作製するための第一の鋳型として用いられた.結晶構造を型取ったポリマーフィルムを第二の鋳型として用い,その孔内においてゲルを作製した.その後,周りのポリマーフィルムを溶かすことによって温度応答性ゲル微粒子の二次元コロイド結晶が得られた.この新規な微粒子集積体作製法はさまざまな種類の微粒子集積体を作製することができる画期的な方法である.この方法によって作製されたゲル微粒子二次元コロイド結晶は機能性表面として光学分野,バイオマテリアル分野などへのさまざまな応用が期待される.<br>

    DOI: 10.1295/koron.64.45

    Web of Science

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  188. A thermally adjustable multicolor photochromic hydrogel

    Matsubara Kazuki, Watanabe Masayoshi, Takeoka Yukikazu

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   46 巻 ( 10 ) 頁: 1688-1692   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.200603554

    Web of Science

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  189. A thermally adjustable multicolor photochromic hydrogel

    Matsubara Kazuki, Watanabe Masayoshi, Takeoka Yukikazu

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   46 巻 ( 10 ) 頁: 1688-1692   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.200603554

    Web of Science

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    PubMed

  190. A thermally adjustable multicolor photochromic hydrogel

    Matsubara Kazuki, Watanabe Masayoshi, Takeoka Yukikazu

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   46 巻 ( 10 ) 頁: 1688-1692   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.200603554

    Web of Science

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    PubMed

  191. Organized thermosensitive microgel bead monolayer prepared by double template polymerization

    Sakai Takamasa, Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro, Yoshida Ryo

    KOBUNSHI RONBUNSHU   64 巻 ( 1 ) 頁: 45-49   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  192. 二段階鋳型重合法を用いた温度応答型ゲル微粒子単層組織化膜の作製 査読有り

    酒井崇匡, 竹岡敬和, 関 隆広, 吉田 亮

    高分子論文集   64 巻   頁: 45-49   2007年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  193. Visualizing conformations of subchains by creating optical wavelength-sized periodically ordered structure in hydrogel 査読有り 国際誌

    Takeoka Yukikazu, Seki Takahiro

    LANGMUIR   22 巻 ( 24 ) 頁: 10223 - 10232   2006年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Langmuir  

    Thick single-crystalline fee colloidal crystals exhibiting structural color are obtained by a solvent evaporation method from silica colloidal particle suspensions. A periodically ordered interconnecting porous structure can be imprinted in thermosensitive N-isopropylacrylamide (NIPA) gels by using the colloidal crystals as templates. The porous structure endows a structural color to the NIPA gels. We find that the peak position of the reflection spectra from the porous gels (λmax′) is expressed as a function of the swelling degree and is synchronized with the change in the swelling degree. The color can be precisely tuned by simply changing the amount of the monomer and the cross-linker in the pre-gel solutions. We can estimate the linear expansion factor α (≥ 1) of the subchains by comparing the peak position at a given situation (λmax′) and the reference state (λmax,0′) in which the subchains behave as Gaussian coils. Creating the periodically ordered structure, which is similar in size to the wavelength of optical light, in the gels allows us to determine the behavior of polymer chains by observing the structural color. © 2006 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/la061945i

    Web of Science

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  194. 構造色を示すゲルによる高分子鎖の振る舞いの観察

    竹岡 敬和

    膜   31 巻 ( 6 ) 頁: 296-301 - 301   2006年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本膜学会  

    DOI: 10.5360/membrane.31.296

    CiNii Research

  195. Preparations and optical properties of. ordered arrays of submicron gel particles: Interconnected state and trapped state 国際誌

    Kumoda M, Watanabe M, Takeoka Y

    LANGMUIR   22 巻 ( 9 ) 頁: 4403 - 4407   2006年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Langmuir  

    Two types of thermosensitive opal-structured hydrogel systems, "interconnected" and "trapped" gel particle arrays, were newly developed by extremely simple methods using silica colloidal crystal as a template. Although both systems diffract visible light following Bragg's law combined with Snell's law, the temperature dependences of their optical properties were quite different. The "interconnected" array exhibited a reversible change in the peak values of the reflection spectra, mainly determined by the swelling ratio of the hydrogel, as a function of the water temperature. Since the swelling ratio is dominant over the peak value, we can observe water temperature through the color of the interconnected type of gel membrane. The "trapped" array revealed a reversible change in the peak intensity of the reflection spectra with the change in temperature, whereas no change in the peak position was observed. We can interpret this phenomenon in the following ways. As the rise in temperature causes a decrease in the water content of the NIPA gel particles, the gel particles becomes stickier on the cavity wall of polystyrene PPM. This may induce a disturbance in the ordered array of the gel particles and form many layers of rough surfaces in the inverse opal structure of the PPM. This situation may lead to the stronger diffused reflection of light from the gel particles, resulting in the decrease in peak intensity at higher temperatures. © 2006 American Chemical Society.

    DOI: 10.1021/la060224g

    Web of Science

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  196. Visualizing Conformations of Subchains by Creating Optical Wavelength-Sized Periodically Ordered Structure in Hydrogel 査読有り

    Takeoka, Y. and Seki, T.

    Langmuir   22 巻   頁: 10223-10232   2006年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  197. Preparations and optical properties of ordered arrays of submicron gel particles: Interconnected state and trapped state 査読有り

    Kumoda, M., Watanabe, M., Takeoka, Y.

    Langmuir   22 巻   頁: 4403-4407   2006年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  198. アゾベンゼン液晶ゲルの液晶溶媒中におけるフォトメカニカル効果

    早田 祐貴, 永野 修作, 竹岡 敬和, 関 隆広

    日本液晶学会討論会講演予稿集   2006 巻 ( 0 ) 頁: 175-175 - 175   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本液晶学会  

    アゾベンゼン部位をもつ液晶ゲルの薄膜を合成し、低分子液晶溶媒(5CB)中にてアゾベンゼンの光異性化による体積変化を観察した。この光応答性液晶ゲルは、紫外光照射下、液晶溶媒の等方点付近 (36℃)では収縮、液晶ゲルの相転移点以下近傍 (46℃)では膨潤を示した。また、液晶ゲル中のアゾベンゼン含有量を3%と少なくすることで照射光が全体に透過し、液晶ゲル全体の変化を誘起できた。

    DOI: 10.11538/ekitou.2006.0.175.0

    CiNii Research

  199. Ionic conductivity and thermal stability of room temperature molten salts perfluorosulfonic acid membranes for fuel cell application 査読有り

    S Mitsushima, R. Sakamoto, K. Kudo, Y. Takeoka, N. Kamiya, and Ken-ichi Ota

    J. New Materials for Electrochem. Sys.   1 巻   頁: 77-84   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  200. 高分子科学最近の進歩 構造色ゲル

    竹岡 敬和

    高分子   54 巻 ( 4 ) 頁: 258-263 - 263   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 高分子学会  

    DOI: 10.1295/kobunshi.54.258

    CiNii Research

  201. Surface activity and redox behavior of a non-ionic surfactant containing a phenothiazine group

    MABH Susan, A Ishibashi, Y Takeoka, M Watanabe

    COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES   38 巻 ( 3-4 ) 頁: 167 - 173   2004年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    A novel non-ionic surfactant, alpha-(phenothiazinylhexyl)-omega-hydroxy-oligo(ethylene oxide) (PCPEG) containing phenothiazine as an electroactive group has been synthesized. Fundamental interfacial behavior of the surfactant at the air/water interface has been investigated by means of surface tensiometry to provide an insight into the relationship between the structure of the hydrophobic moiety and the surfactant properties. A comparison of diffusivity of PCPEG in the aqueous phase with that in the acetonitrile solution at high PCPEG concentrations shows that micellization has a pronounced effect on the redox behavior of PCPEG. The electrochemical responses for PCPEG aqueous solutions at the interface of a glassy carbon electrode are fairly dependent on the concentration of PCPEG. Above CMC, PCPEG molecules self-associate to form micellar aggregates and the formation and disruption of micelles can be reversibly controlled by change in the redox state of the phenothiazine group. The cyclic voltammetric responses for PCPEG aqueous solutions have been correlated with the dissolved states to explain the distinctive feature of the surfactant. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.colsurfb.2004.01.016

    Web of Science

    PubMed

  202. 構造色ゲル

    竹岡 敬和, 渡邉 正義

    日本ゴム協會誌   77 巻 ( 5 ) 頁: 155-158 - 158   2004年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本ゴム協会  

    A periodically ordered interconnecting porous structure could be imprinted in hydrogels by using closest packing silica colloidal crystals as mesoscopically sized templates. The interconnecting porous structure provides fast response to an infinitesimal change of environment for reversible swelling and shrinking of the hydrogels, while the periodically ordered mesoscopical structure endows a structural color in the gel. The structural color with different optical behaviors can be tuned by simply changing the amount of the cross-linker in the pre-gel solutions. The structural color imprinted in the gel is quickly synchronized with the change in the volume of the gels. The newly invented porous hydrogels possess optical properties as environmentally sensitive smart gels.

    DOI: 10.2324/gomu.77.155

    CiNii Research

  203. Surface activity and redox behavior of a non-ionic surfactant containing a phenothiazine group 査読有り

    Susan, M.A.B.H., Ishibashi, A., Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Colloids and Surfaces B-Biointerfaces   38 巻   頁: 167-173   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  204. Controlled multistructural color of a gel membrane 査読有り

    Y Takeoka, M Watanabe

    LANGMUIR   19 巻 ( 23 ) 頁: 9554 - 9557   2003年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    A "smart" soft membrane exhibiting controlled multistructural color has been synthesized by the mechanical immobilization of a single side of a polymerized nonclosest packing colloidal crystal. A tapered gel with one fixed surface on a gel-bond film reveals monostructural color. After a partial hydrolysis of the gel to change its volume from the original size, the structural color varies depending on the thickness of the membrane. The tone can be tuned by simply changing the composition of the mixed solvent.

    DOI: 10.1021/la0344175

    Web of Science

  205. Self-sustaining peristaltic motion on the surface of a porous gel

    Y Takeoka, M Watanabe, R Yoshida

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   125 巻 ( 44 ) 頁: 13320 - 13321   2003年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Many materials in living organisms exhibit self-sustaining<br />
    oscillations of chemical and/or physical organization,<br />
    for example,the peristaltic motion of the intestinal tract.<br />
    Some artificial materials have similar properties and thus the<br />
    potential for mimicking biological functions.Now researchers in<br />
    Japan have developed a polymer-gel system that undergoes<br />
    colour changes such that the oscillations can be observed on the<br />
    surface of the gel for the first time (Takeoka,Y.,Watanabe,M.&amp;<br />
    Yoshida,R.Journal of the American Chemical Society 125,<br />
    13320.V13321; 2003).The gel consists of two monomers,<br />
    N-isopopylacrylamide,which controls the swelling and collapse<br />
    of the gel in response to temperature,and a Ru-complex.<br />
    Under certain chemical conditions,the Ru-complex ion<br />
    catalyses a specific reaction (BZ) in which the ion is alternately<br />
    oxidized and reduced as the reaction propagates,resulting in<br />
    colour changes.When the gel is simultaneously subjected to<br />
    changes in temperature,the swelling response of the gel<br />
    occurs in parallel with the BZ reaction,resulting in waves of colour<br />
    changes concomitant with the peristaltic motion.The colour<br />
    tunability of these gels have the potential for use in devices

    DOI: 10.1021/ja036904c

    Web of Science

    PubMed

  206. Tuning structural color changes of porous thermosensitive gels through quantitative adjustment of the cross-linker in pre-gel solutions 査読有り

    Y Takeoka, M Watanabe

    LANGMUIR   19 巻 ( 22 ) 頁: 9104 - 9106   2003年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    "Smart" porous gels with different optical behaviors were synthesized by quantitative adjustment of the cross-linker in pre-gel solutions. A periodically ordered interconnecting porous structure could be created in the gels by using a closest-packing silica colloidal crystal as a template. The interconnecting porosity provides fast response to changes in temperature through the reversible swelling and shrinking of the gels, while the periodically ordered mesoscopic structure endows the porous gels with structural color, which can be tuned by simply changing the amount of the cross-linker in the pre-gel solutions.

    DOI: 10.1021/la035142w

    Web of Science

  207. Template synthesis and optical properties of chameleonic poly(N-isopropylacrylamide) gels using closest-packed self-assembled colloidal silica crystals 査読有り

    Y Takeoka, M Watanabe

    ADVANCED MATERIALS   15 巻 ( 3 ) 頁: 199 - +   2003年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH  

    Smart macroporous hydrogels with a range of optical behavior have been prepared using colloidal crystals as templates. The structural color imprinted in the gel (see Figure and cover) varies with a change in the volume of the gel. It is now possible to build a soft material that displays the various structural colors available to living things.

    Web of Science

  208. Template synthesis of poly(N-isopropylacrylamide) minigels using interconnecting macroporous polystyrene 査読有り

    M Kumoda, Y Takeoka, M Watanabe

    LANGMUIR   19 巻 ( 3 ) 頁: 525 - 528   2003年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Thermosensitive uniform-sized poly(N-isopropylacrylamide) minigels with diameters of several micrometers were synthesized by a double template method using silica particles as original molds. The first template composed of the silica particles produced a macroporous polystyrene as the second template to decide the shape and the size of the minigels. The resultant minigels in the second template covalently interconnect with each other. After the minigels were collapsed in each compartment of the macroporous polystyrene, the separated minigel particles were obtained.

    DOI: 10.1021/la020758r

    Web of Science

  209. Polymer Gels that Memorize Structures of Mesoscopically Sized Templates 査読有り

    Takeoka, Y, Watanabe, M

    Langmuir   18 巻   頁: 5977-5980   2003年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  210. Simple and precision design of porous gel as a visible indicator for ionic species and concentration 査読有り

    H Saito, Y Takeoka, M Watanabe

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   ( 17 ) 頁: 2126 - 2127   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY  

    Here we report the design and synthesis of a novel porous gel for an ionic visible indicator. The rapid-responsive porous gel which reveals color changes depending on a potassium ion concentration was prepared using a templating technique.

    DOI: 10.1039/b304306a

    Web of Science

  211. Self-Sustaining Peristaltic Motion on the Surface of a Porous Gel 査読有り

    Takeoka, Y., Watanabe, M., and Yoshida, R.

    J. Am. Chem. Soc   125 巻   頁: 13320   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Many materials in living organisms exhibit self-sustaining
    oscillations of chemical and/or physical organization,
    for example,the peristaltic motion of the intestinal tract.
    Some artificial materials have similar properties and thus the
    potential for mimicking biological functions.Now researchers in
    Japan have developed a polymer-gel system that undergoes
    colour changes such that the oscillations can be observed on the
    surface of the gel for the first time (Takeoka,Y.,Watanabe,M.&
    Yoshida,R.Journal of the American Chemical Society 125,
    13320.V13321; 2003).The gel consists of two monomers,
    N-isopopylacrylamide,which controls the swelling and collapse
    of the gel in response to temperature,and a Ru-complex.
    Under certain chemical conditions,the Ru-complex ion
    catalyses a specific reaction (BZ) in which the ion is alternately
    oxidized and reduced as the reaction propagates,resulting in
    colour changes.When the gel is simultaneously subjected to
    changes in temperature,the swelling response of the gel
    occurs in parallel with the BZ reaction,resulting in waves of colour
    changes concomitant with the peristaltic motion.The colour
    tunability of these gels have the potential for use in devices used
    for determining oscillations in nonlinear chemical reactions.

  212. Template synthesis of poly(N-isopropylacrylamide) minigels using interconnecting macroporous polystyrene 査読有り

    Kumoda, M., Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Langmuir   19 巻   頁: 525-528   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  213. Template synthesis and optical properties of chameleonic poly(N-isopropylacrylamide)gels using closest-packed self-assembled colloidal silica crystals 査読有り

    Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Adv. Mater,   15 巻   頁: 199-201   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  214. Simple and Precision Preparation of Porous Gel for Colorimetric Chemical Sensor by Templating Technique 査読有り

    Nakayama, D., Takeoka, Y., Watanabe, M., Kataoka, K.

    Angew. Chem. Int. Ed.   42 巻   頁: 4197-4200   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  215. Tuning Structural Color Changes of Porous Thermo-sensitive Gels Through Quantitative Adjustment of The Cross-linker in Pre-gel Solutions 査読有り

    Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Langmuir   19 巻   頁: 9104-9106   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  216. Simple and precision design of porous gel as a visible indicator for ionic species and concentration 査読有り

    Saito, H., Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Chem. Commun.     頁: 2126-2127   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  217. Controlled Multi-Structural-Color of a Gel Membrane 査読有り

    Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Langmuir   19 巻   頁: 9554-9557   2003年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  218. Polymer Gels that Memorize Structures of Mesoscopically Sized Templates 査読有り

    Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Langmuir   18 巻   頁: 5977-5980   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  219. Simple and precise preparation of a porous gel for a colorimetric glucose sensor by a templating technique

    D Nakayama, Y Takeoka, M Watanabe, K Kataoka

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   42 巻 ( 35 ) 頁: 4197 - 4200   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH  

    DOI: 10.1002/anie.200351746

    Web of Science

    PubMed

  220. Reversible adsorption of calcium ions by imprinted temperature sensitive gels 査読有り

    C Alvarez-Lorenzo, O Guney, T Oya, Y Sakai, M Kobayashi, T Enoki, Y Takeoka, T Ishibashi, K Kuroda, K Tanaka, GQ Wang, AY Grosberg, S Masamune, T Tanaka

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   114 巻 ( 6 ) 頁: 2812 - 2816   2001年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    With the aim of developing polymeric gels sensitive to external stimuli and able to reversibly adsorb and release divalent ions, copolymer gels of N-isopropylacrylamide (NIPA) and methacrylic (MAA) monomers were prepared. We chose calcium as a target divalent ion. Two MAAs form a complex with a calcium ion, and the NIPA component allows the polymers to swell and shrink reversibly in response to temperature. The adsorbing site develops an affinity to target ions when the adsorbing molecules come into proximity, but when they are separated, the affinity diminishes. To enhance the affinity to calcium, an imprinting technique was applied using Ca2+ and Pb2+ ions as templates in methylsulfoxide and dioxane media, respectively. The adsorption capacity of the imprinted gels was compared with that of the nonimprinted gels, and the effects of the templates, the solvents, and the amount of methacrylic monomers used in the synthesis and the medium temperature over the Ca2+ adsorption capacity of the gels from aqueous solutions were evaluated. The analysis of the adsorption revealed that (a) the adsorption can be described by the Langmuir isotherms; (b) there is an approximately linear relationship between saturation and methacrylic monomer concentration; (c) the affinity depends on the degree of gel swelling or shrinkage that can be switched on and off by temperature; (d) in the shrunken state, the affinity depends approximately linearly on the MAA concentration in the imprinted gels, whereas in the nonimprinted gels it is proportional to the square of MAA concentration; (e) the imprinted gels adsorb more than the nonimprinted gels when MAA concentration is less than that of permanent cross linkers. The success of imprinting of CaMAA(2) and PbMAA(2) complex is evidence for memory of such complex onto the weakly cross-linked gel. (C) 2001 American Institute of Physics.

    Web of Science

  221. Reversible adsorption of calcium ions by imprinted temperature sensitive gels 査読有り

    Carmen Alvarez-Lorenzo, Orhan Guney, Taro Oya, Yasuzo Sakai, Masatoshi Kobayashi, Takashi Enoki, Yukikazu Takeoka, Toru Ishibashi, Kenichi Kuroda, Kazunori 8Tanaka, Guoqiang Wang, Alexander Yu. Grosberg, Satoru Masamune, and Toyoichi Tanaka

    J. Chem. Phys.   114 巻 ( 6 ) 頁: 2812-2816   2001年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  222. Frustrations in polymer conformation in gels and their minimization through molecular imprinting 査読有り

    T Enoki, K Tanaka, T Watanabe, T Oya, T Sakiyama, Y Takeoka, K Ito, GQ Wang, M Annaka, K Hara, R Du, J Chuang, K Wasserman, AY Grosberg, S Masamune, T Tanaka

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   85 巻 ( 23 ) 頁: 5000 - 5003   2000年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC  

    We report an experimental realization of a gel system in which frustrations exist and can be minimized, thus meeting two crucial criteria predicted to enable memory of conformations in polymers. The gels consist of a thermosensitive major monomer component and two minor components. One minor component is positively charged and will form complexes around negatively charged target molecules placed in solution. The complexes can be imprinted into the gel by then cross-linking the second minor component, which will form cross-links additional to those in the major polymer matrix. The complexes are destroyed and reformed upon swelling and reshrinking of the gels, showing that memorization has been achieved.

    Web of Science

  223. Polymer gels that memorize elements of molecular conformation 査読有り

    C Alvarez-Lorenzo, O Guney, T Oya, Y Sakai, M Kobayashi, T Enoki, Y Takeoka, T Ishibashi, K Kuroda, K Tanaka, GQ Wang, AY Grosberg, S Masamune, T Tanaka

    MACROMOLECULES   33 巻 ( 23 ) 頁: 8693 - 8697   2000年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Weakly cross-linked heteropolymer gels that memorize molecular pairs have been designed and synthesized. The polymer consists of a main monomer component responsible for volume phase transition, methacrylic acid that adsorbs one divalent ion as a pair, and cross-links; The memory of pairing of methacrylic acids within the gels was encoded in the primary sequence of main monomers, methacrylic acids and cross-links within the gels, which was achieved by "imprinting", namely, by synthesizing gels while methacrylic monomers were paired prior to polymerization. The control gels, where methacrylic monomers were randomly distributed, showed frustration in forming pairs, whereas such frustration was completely diminished in the imprinted gels allowing the memory of pair formation.

    Web of Science

  224. Gel catalysts that switch on and off 査読有り

    GQ Wang, K Kuroda, T Enoki, A Grosberg, S Masamune, T Oya, Y Takeoka, T Tanaka

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   97 巻 ( 18 ) 頁: 9861 - 9864   2000年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATL ACAD SCIENCES  

    We report development of a polymer gel with a catalytic activity that can be switched on and off when the solvent composition is changed. The gel consists of two species of monomers. The major component, N-isopropylacrylamide, makes the gel swell and shrink in response to a change in composition of ethanol/water mixtures. The minor component, vinylimidazole, which is capable of catalysis, is copolymerized into the gel network. The reaction rate for catalytic hydrolysis of p-nitrophenyl caprylate was small when the gel was swollen. In contrast, when the gel was shrunken, the reaction rate increased 5 times. The activity changes discontinuously as a function of solvent composition, thus the catalysis can be switched on and off by an infinitesimal change in solvent composition. The kinetics of catalysis by the gel in the shrunken state is well described by the Michaelis-Menten formula, indicating that the absorption of the substrate by the hydrophobic environment created by the N-isopropylacrylamide polymer in the shrunken gel is responsible for enhancement of catalytic activity, In the swollen state, the rate vs. active site concentration is linear, indicating that the substrate absorption is not a primary factor determining the kinetics, Catalytic activity of the gel is studied for substrates with various alkyl chain lengths; of those studied the switching effect is most pronounced for p-nitrophenyl caprylate.

    Web of Science

  225. Study of the correlation of the cyclic voltammetric responses of a nonionic surfactant containing an anthraquinone group with the dissolved states 査読有り

    Md. Abu Bin Hasan Susan, Mahbuba Begum, Yukikazu Takeoka, Masayoshi Watanabe

    Langmuir   16 巻 ( 7 ) 頁: 3509 - 3516   2000年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS  

    Cyclic voltammetric behavior of a nonionic surfactant, α-(anthraquinonyloxyhexyl)-ω-hydroxy-oligo-(ethylene oxide), ACPEG, has been studied in detail in aqueous media with NaCl as the supporting electrolyte. Attempts have been made to correlate the electrochemical responses with the dissolved states of the surfactant. The shapes of the cyclic voltammograms at a glassy carbon electrode have proved to be fairly dependent on the concentration of ACPEG and on the redox state of the anthraquinone group. Below the critical micelle concentration (cmc), the cyclic voltammogram (v = 10 mV/s) corresponds to the surfactant molecules adsorbed onto the electrode surface. The adsorption of ACPEG molecules at the electrode surface is very weak in nature owing to its low surface activity. A high cmc value and weak adsorption allow diffusion of the monomeric species prior to the reduction to contribute to the total current even below the cmc. At concentrations higher than the cmc, the diffusion-controlled waves are superimposed on the surface waves, and far above the cmc, the voltammetric shape is of a typical diffusion-controlled species. Above the cmc, self-association of ACPEG results in the formation of micellar aggregates, which diffuse to the electrode surface to dominate the adsorption wave. The redox process is influenced by the formation of a quinhydrone-like charge transfer complex. The cyclic voltammetrically determined apparent diffusion coefficient of the micellar solutions changes continuously with concentration
    with decreasing concentration the apparent diffusion coefficient approaches the monomeric diffusion coefficient while with increasing concentration it approaches the micellar value. This has been interpreted in terms of change in the diffusion species by dissociation of the micelles formed above the cmc to monomers in the concentration gradient in the diffusion layers. The formation and dissociation reaction can be reversibly controlled by a change in the redox state. A CEC mechanism with the electrochemical reaction coupled with the preceding disruption reaction of the micelles (CE) and the following protonation reaction of the reduced state (EC) has been inferred.

    DOI: 10.1021/la991033z

    Scopus

  226. Effect of pH and the extent of micellization on the redox behavior of non-ionic surfactants containing an anthraquinone group 査読有り

    MA Susan, M Begum, Y Takeoka, M Watanabe

    JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY   481 巻 ( 2 ) 頁: 192 - 199   2000年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA  

    Cyclic voltammetry has been employed for the study of aqueous electrochemistry of the surfactants, alpha-(anthraquinonyloxyhexyl)-omega-hydroxy-oligo(ethylene oxide) (ACPEG) and alpha-anthraquinonyl-omega-hydroxy-oilgo (ethylene oxide) (APEG), which have wide differences in surface activity. Potential-pH diagrams have been constructed and the various features of the diagrams have been analyzed in the light of the change in solution equilibria and the difference in the extent of micellization. The redox potentials of the surfactants have been found to exhibit strong pH dependence. The electrode reaction involves two-electron reduction of anthraquinone (AQ) to its dianion (AQ(2-)), which is highly sensitive to the pH of the solution. At controlled pH, potential-pH plots allow the establishment of the values of the ionization constants for dihydroanthraquinone (AQH(2)) and its monoanion (AQH(-)) as pK(a)(1) = 7.83 and pK(a)(2) = 11.38, respectively. Under unbuffered conditions, the effective pH close to the electrode surface controls the potential of the electrode process. The changeover from the H+-available to the H+-depleted electrode process gives rise to a sudden jump in potential. In highly alkaline solutions, AQ forms an adduct with hydroxyl ion, which causes a linear decrease in the potentials with increase in pH. The different extent of micellization results in a difference in the peak current and the half wave potentials (E-1/2) for ACPEG and APEG but causes no significant change in the shapes of the E-1/2-DH diagrams. This has been explained in terms of the disruption reaction of the micelles, preceding the electrochemical reaction. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

    Web of Science

  227. A study to correlate the electrochemical responses of a non-ionic surfactant containing an anthraquinine group with the dissolved states 査読有り

    Susan, M.A.B.H, Begum, M, Takeoka, Y, Watanabe, M

    Langmuir   16 巻   頁: 3509-3516   2000年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  228. Frustrations in polymer conformation in gels and their minimization through molecular imprinting 査読有り

    Takashi Enoki, Kazunori Tanaka, Tsuyoshi Watanabe, Taro Oya, Takaharu Sakiyama, Yukikazu Takeoka, Kenji Ito, Guoqiang Wang, Masahiko Annaka, Kazuhiro Hara, Rose Du, Jeffrey Chuang, Kevin Wasserman, Alexander Yu. Grosberg, Satoru Masamune, and Toyoichi Tanaka

    Phys. Rev. Lett.   85 巻   頁: 5000-5003   2000年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  229. A study to correlate the electrochemical responses of a non-ionic surfactant containing an anthraquinine group with the dissolved states 査読有り

    Susan, M.A.B.H., Begum, M., Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    Langmuir   16 巻   頁: 3509-3516   2000年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  230. Effect of pH and the extent of micellization on the redox behavior of non-ionic surfactants containing an anthraquinone group 査読有り

    Susan, M.A.B.H., Begum, M., Takeoka, Y. and Watanabe, M.

    J. Electroanal. Chem.   481 巻   頁: 192-199   2000年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  231. Polymer Gels That Memorize Elements of Molecular Conformation 査読有り

    Alvarez-Lorenzo, Carmen; Guney, Orhan; Oya, Taro; Sakai, Yasuzo; Kobayashi, Masatoshi; Enoki, Takashi; Takeoka, Yukikazu; Ishibashi, Toru; Kuroda, Kenichi, Alexander Grosberg, and Toyoichi Tanaka

    Macromolecules   33 巻   頁: 8693-8697   2000年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  232. Gel catalysts that switch on and off 査読有り

    Guoqiang Wang, Kenichi Kuroda, Takashi Enoki, Alexander Grosberg, Satoru Masamune, Taro Oya, Yukikazu Takeoka, and Toyoichi Tanaka

    Proc. Natl. Acad. Sci. USA   97 巻   頁: 9861-9864   2000年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  233. Reversible molecular adsorption based on multiple-point interaction by shrinkable gels 査読有り

    T Oya, T Enoki, AY Grosberg, S Masamune, T Sakiyama, Y Takeoka, K Tanaka, GQ Wang, Y Yilmaz, MS Feld, R Dasari, T Tanaka

    SCIENCE   286 巻 ( 5444 ) 頁: 1543 - 1545   1999年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE  

    A general approach is presented for creating polymer-gels that can recognize and capture a target molecule by multiple-point interaction and that can reversibly change their affinity to the target by more than one order of magnitude. The polymers consist of majority monomers that make the gel reversibly swell and shrink and minority monomers that constitute multiple-point adsorption centers for the target molecule, Multiple-point interaction is experimentally proven by power Laws found between the affinity and the concentration of the adsorbing monomers within the gels.

    Web of Science

  234. First order phase transition and evidence for frustrations in polyampholytic gels 査読有り

    Y Takeoka, AN Berker, R Du, T Enoki, A Grosberg, M Kardar, T Oya, K Tanaka, GQ Wang, XH Yu, T Tanaka

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   82 巻 ( 24 ) 頁: 4863 - 4865   1999年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC  

    Polyampholyte gel, frustrated by the conflicting interactions between its positive and negative monomers, c-an undergo a sharp discontinuous phase transition driven by changing either gel composition or solvent quality and/or permeability. This finding completes the investigation of all four major interactions involved in the biomolecular machinery with respect to their role in the behavior of polymer gels, considered here as a model of biopolymer system. The result also sheds light on the possible role of frustrations in biomolecular systems, such as proteins. [S0031-9007(99)09334-5].

    Web of Science

  235. First Order Phase Transition and Evidence for Frustrations in Polyampholyte Gels 査読有り

    Yukikazu Takeoka, A. Nihat Berker, Rose Du, Takashi Enoki, Alexander Grosberg, Mehran Kardar, Taro Oya, Kazunori Tanaka, Guoqiang Wang, Xiaohong Yu, Toyoichi Tanaka

    Phys. Rev. Lett.   82 巻   頁: 4863-4865   1999年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  236. Reversible Molecular Adsorption Based on Multiple-Point Interaction by Shrinkable Gels 査読有り

    Taro Oya, Takashi Enoki, Alexander Yu. Grosberg, Satoru Masamune, Takaharu Sakiyama, Yukikazu Takeoka, Kazunori Tanaka, Guoqiang Wang, Yasar Yilmaz, Michael S. Feld, Ramachandra Dasari, and Toyoichi Tanaka

    Science   286 巻   頁: 1543-1545   1999年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  237. Reversible molecular adsorption as a tool to observe freezing and to perform design of heteropolymer gels 査読有り

    T Tanaka, T Enoki, AY Grosberg, S Masamune, T Oya, Y Takaoka, K Tanaka, CN Wang, GQ Wang

    BERICHTE DER BUNSEN-GESELLSCHAFT-PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   102 巻 ( 11 ) 頁: 1529 - 1533   1998年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH  

    Protein folding is one of the most challenging problems in science. How can polymers memorize and fold into unique conformations? How can they recognize molecules, catalyze chemical reactions, transfer molecular information, and create motions? The principle behind these mechanisms lies in the concept of thermodynamically stable phases of heteropolymers. Recent theories predict that the collapsed phase should be further classified into three phases: freely fluctuating like liquid, frozen in degenerate conformations, and frozen in a unique conformation. This yields a clue on how one can attempt creation artificial polymers capable to mimic some of the protein properties and functions. The reversible adsorption of target molecules is suggested as a primary means to achieve this goal. Target molecules with multiple adsorption sites play a twofold role. First, they mediate specific interactions between monomers and thus serve as "gluons". Second, monitoring the adsorption provides the experimental possibility to test directly on monomer contacts, which is directly related to observation of the order parameter associated with heteropolymer freezing transition. A slight change in the backbone conformation alters the spacial arrangement of the group, allowing for reversible adsorption and release. Polymer gels are developed that can reversibly change their affinity to target molecules by orders of magnitude. The gels are made of copolymers of backbone monomers that can reorganize themselves through thermal volume phase transition and of monomers that can attract the target at multiple contact points. Further the gels "imprinted" with the target showed a marked increase in the affinity, thus mimicing a protein-like ability to memorize and recognize certain target.

    Web of Science

  238. Reversible molecular adsorption as a tool to observe freezing and to perform design of heteropolymer gels 査読有り

    Tanaka, Toyoichi; Enoki, Takashi; Grosberg, Alexander Y.; Masamune, Satoru; Oya, Taro; Takaoka, Yukikazu; Tanaka, Kazunori; Wang, Changnan; Wang, Guoqiang.

    Ber. Bunsen-Ges.   102 巻 ( 11 ) 頁: 1529-1533   1998年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  239. Effect of supporting electrolyte concentration on the electrochemical reaction of redox-active surfactant micelles in aqueous solutions 査読有り

    Yukikazu Takeoka, Takashi Aoki, Kohei Sanui, Naoya Ogata, Masayoshi Watanabe

    Journal of Electroanalytical Chemistry   438 巻 ( 1-2 ) 頁: 153 - 158   1997年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier  

    The effect of NaCl concentration on the redox potential of α-ferrocenylundecyl-ω-hydroxy-polyoxyethylene (FPEG) micelles has been studied in aqueous solutions. With increasing NaCl concentration, the anodic half-wave potentials E1/2 of cyclic voltammograms of the aqueous solutions shift to higher potential, and the peak currents of the cyclic voltammograms decrease. The results are discussed in terms of thermodynamics of the micelle formation. An equation which interprets the correlation between the E1/2, the salt concentration, diffusion coefficient of the micelle DM, and the aggregation number m, has been derived. The changes in DM and m with NaCl concentration do not explain the change in the value of E1/2. The decrease in the equilibrium constant for the micelle-disruption Kd with increasing NaCl concentration affects the redox-potential of the FPEG micellar solutions. © 1997 Elsevier Science S.A.

    DOI: 10.1016/S0022-0728(97)00128-9

    Scopus

  240. Effect of supporting electrolyte concentration on the electrochemical reaction of redox-active surfactant micelles in aqueous solutions 査読有り

    Y Takeoka, T Aoki, K Sanui, N Ogata, R Watanabe

    JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY   438 巻 ( 1-2 ) 頁: 153 - 158   1997年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA  

    The effect of NaCl concentration on the redox potential of alpha-ferrocenylundecyl-omega-hydroxy-polyoxyethylene (FPEG) micelles has been studied in aqueous solutions. With increasing NaCl concentration, the anodic half-wave potentials E-1/2 of cyclic voltammograms of the aqueous solutions shift to higher potential, and the peak currents of the cyclic voltammograms decrease. The results are discussed in terms of thermodynamics of the micelle formation. An equation which interprets the correlation between the E-1/2, the salt concentration, diffusion coefficient of the micelle D-M, and the aggregation number m, has been derived. The changes in D-M and m with NaCl concentration do not explain the change in the value of E-1/2. The decrease in the equilibrium constant for the micelle-disruption K-d with increasing NaCl concentration affects the redox-potential of the FPEG micellar solutions. (C) 1997 Elsevier Science S.A.

    Web of Science

  241. Cyclic voltammetric study of redox-active surfactant by hydrogel-modified electrode 査読有り

    Y Takeoka, T Aoki, K Sanui, N Ogata, M Watanabe

    POLYMER GELS AND NETWORKS   5 巻 ( 4 ) 頁: 369 - 383   1997年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCI LTD  

    The dissolved states of redox-active non-ionic surfactant (FPEG) in the swollen state of N-isopropyl acrylamide (NIPA) hydrogel have been studied by using a gel-modified electrode. The pronounced decrease in the peak current and the negative shift in the formal potential of CV at the gel-modified electrode, as compared with the normal GC electrode, was observed in the micelle-solution; this indicates that the diffusive FPEG molecules which form the micelle hardly penetrate into the NIPA gel. This result suggests that there exists all interaction between FPEG molecules and the NIFA gel in the vicinity of the surface of the NIPA gel in the micelle-solution. However, this also indicates that a small amount of FPEG molecules which can form micelles exist in the NIPA gel. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.

    Web of Science

  242. Cyclic voltammetric study of redox-active surfactant by gel-modified electrode 査読有り

    Yukikazu Takeoka, Takashi Aoki, Kohei Sanui, Naoya Ogata, Masayoshi Watanabe

    Polymer Gels and Networks   5 巻   頁: 369-383   1997年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  243. Effect of supporting electrolyte concentration on the electrochemical reaction of redox-active surfactant micelles in aqueous solutions 査読有り

    Yukikazu Takeoka, Takashi Aoki, Kohei Sanui, Naoya Ogata, Masayoshi Watanabe

    J.Electroanal.Chem.   438 巻   頁: 153-158   1997年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  244. Electrochemical studies of a redox-active surfactant. Correlation between electrochemical responses and dissolved states 査読有り

    Y Takeoka, T Aoki, K Sanui, N Ogata, M Watanabe

    LANGMUIR   12 巻 ( 2 ) 頁: 487 - 493   1996年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Electrochemical studies of a nonionic surfactant, alpha-(ferrocenylundecyl)-omega-hydroxy-oligo(ethylene oxide) (FPEG), have been conducted in 0.16 M NaCl aqueous solution at a glassy carbon electrode. The correlation between electrochemical responses and dissolved states has been examined in detail. Cyclic voltammograms (upsilon = 10 mV/s) of the FPEG solutions change with the concentration; below the critical micelle concentration (cmc), the voltammetric shape is of a typical surface-confined species, while above the cmc the diffusion-controlled waves are superimposed at the cathodic side of the surface waves, and far above the cmc the voltammetric shape is of a typical diffusion-controlled species. FPEG in the aqueous solutions adsorbs onto the glassy carbon electrode surface to form a monolayer because of its surface activity. The adsorption isotherm has been represented by the Frumkin isotherm, which includes the repulsive interaction between the adsorbed FPEG molecules. Above the cmc, FPEG forms micelles. Chronoamperometrically determined apparent diffusion coefficients of the micellar solutions decrease with increasing concentrations. This has been interpreted in terms of the change in the diffusion species by disruption of the micelles into monomers at the cmc in the concentration gradient in diffusion layers. Cyclic voltammetric peak potentials of the micellar solutions shift toward the anodic side with the concentration. This behavior has been explained as the electrochemical reaction coupled with a preceding disassembled reaction of the micelles.

    Web of Science

  245. Electrochemical Studies of a Redox-active Surfactants. Correlation between Electrochemical Responses and Dissolved States 査読有り

    Yukikazu Takeoka, Takashi Aoki, Kohei Sanui, Naoya Ogata, Masayoshi Watanabe

    Langmuir   12 巻   頁: 487-493   1996年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  246. Relationships between Vascular Bundles of Panicle Neck Internode and Characters of Head under Different Planting Densities and Nitrogen Fertilizers Applied in Oryza sativa L.

    Cui H., Takeoka Y., Jin R.

    Japanese Journal of Crop Science   64 巻 ( 2 ) 頁: 216 - 220   1995年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Journal of Crop Science  

    Investigations were carried out on the characters of rachilets, grains and grain weight per panicle of the growing rice plant cv. Shimokita under different planting density and nitrogen fertilizer norm conditions during the maturity stage of growth. The large vascular bundle (LVB), and small vascular bundle (SVB) of the panicle neck internode (PNI) and partial different internode were examined under a microscope. Analysing the above date with various statistical methods, the change in LVB number of PNI and its relationship with rachilets, grains or grain weight were determined. The average numbers of LVB and SVB were 9.0 and 16.5, and the variable range were 5-13 and 11-22, respectively. The frequency distribution of these attributes in the 1st internode and itscoefficient variation was significantly larger that the other internodes. The number of LVB and SVB in PNI appeared to positively correlated; the former with the primary rachilets having a correlation coefficient (CC) of 0.894** and the latter with the secondary rachilets a CC of 0.764**. The LVB and SVB of the PNI exhibited a significantly higher positive correlation with the total grains at a CC of 0.955** and 0.850**, respectively. The number of LVB and SVB of the PNI increased with increasing nitrogen fertilizer norm. The number of LVB and SVB of the PNI decreased with increasing planting densities. © 1995, CROP SCIENCE SOCIETY OF JAPAN. All rights reserved.

    DOI: 10.1626/jcs.64.216

    Web of Science

    Scopus

  247. ELECTROCHEMICAL CONTROL OF DRUG-RELEASE FROM REDOX-ACTIVE MICELLES 査読有り

    Y TAKEOKA, T AOKI, K SANUI, N OGATA, M YOKOYAMA, T OKANO, Y SAKURAI, M WATANABE

    JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE   33 巻 ( 1 ) 頁: 79 - 87   1995年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Electrochemical control of drug release was demonstrated by redox-active micelles of non-ionic surfactants having a ferrocenyl moiety (FPEG). The surfactants formed micelles at the concentrations above the critical micelle concentration (CMC = 0.1 mM) in normal saline solutions when they existed as the reduced form (FPEG), whereas the micelles were disassembled into monomers when they existed as the oxidized form (FPEG(+)). This change was reversible and electrochemically controlled. The electroactivity of FPEG determined by cyclic voltammetry was quite sensitive to the aggregation states. Perylene, which was used as a model of hydrophobic drugs, could be solubilized in a 2 mM FPEG normal saline solution, however, it was hardly solubilized in a 2 mM FPEG(+) solution that was made by oxidation of the former solution. Quick and discrete response for releasing perylene from the redox active micelles was achieved by using controlled potential bulk electrolysis method.

    Web of Science

  248. INTERACTION BETWEEN REDOX-ACTIVE NON IONIC SURFACTANT MICELLE AND POLY(ACRYLIC ACID) 査読有り

    Y TAKEOKA, T AOKI, K SANUI, N OGATA, M WATANABE

    KOBUNSHI RONBUNSHU   52 巻 ( 10 ) 頁: 657 - 661   1995年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SOC POLYMER SCIENCE JAPAN  

    A non-ionic redox active surfactant, alpha-ferrocenylundecyl-omega-hydroxy-oligo(ethylene oxide), exhibits high ability to form polymer complexes with poly(acrylic acid) at a micelle forming concentration, in spite of the low molecular weight of the oligo(ethylene oxide) site. The fraction of carboxyls associated with ether oxygens (theta) between them has a high value (ca. 0.8) which is independent of the concentration of poly(acrylic acid). The complex formation seemed to be caused by hydrogen bonding and hydrophobic interactions. The complex formation influenced on electrochemical reactions of the redox active surfactant.

    Web of Science

  249. Electrochemical control of drug release from redox-active micelles 査読有り

    Yukikazu Takeoka, Takashi Aoki, Kohei Sanui, Naoya Ogata, Masayuki Yokoyama, Teruo Okano, Yasuhisa Sakurai, Masayoshi Watanabe

    J. Controlled Release   33 巻   頁: 79-87   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  250. Interaction between redox-active non-ionic surfactant micelle and poly(acrylic acid) 査読有り

    Yukikazu Takeoka, Takashi Aoki, Kohei Sanui, Naoya Ogata, Masayoshi Watanabe

    Kobunsi Ronbunshu   52 巻   頁: 642-647   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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書籍等出版物 58

  1. 自己組織化マテリアルのフロンティア : 次代を担う研究者による提案 : 未来を創るエキゾチック自己組織化戦略

    「エキゾチック自己組織化材料」研究グループ, 中西 尚志, 松浦 和則, 矢貝 史樹, 角五 彰, 岸村 顕広, 佐伯 昭紀, 竹岡 敬和, 内藤 昌信, 舟橋 正浩( 担当: 単著)

    フロンティア出版  2015年  ( ISBN:9784902410266

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    記述言語:日本語

    CiNii Books

  2. 有機機能材料 : 基礎から応用まで

    松浦 和則, 角五 彰, 岸村 顕広, 佐伯 昭紀, 竹岡 敬和, 内藤 昌信, 中西 尚志, 舟橋 正浩, 矢貝 史樹( 担当: 単著)

    講談社  2014年  ( ISBN:9784061568020

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    記述言語:日本語

    CiNii Books

  3. Applications of Stimuli-Sensitive Inverse Opal Gels

    Takeoka, Y( 担当: 単著)

    RSC Publishing  2013年1月 

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    担当ページ:150-189   記述言語:日本語

  4. Applications of Stimuli-Sensitive Inverse Opal Gels

    Takeoka, Y.( 担当: 単著)

    RSC Publishing  2013年1月 

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    記述言語:日本語

  5. アクチュエータ〜研究開発の最前線

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2011年 

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    担当ページ:498-503   記述言語:日本語

  6. アクチュエータ〜研究開発の最前線

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    2011年 

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    記述言語:日本語

  7. 構造発色性ゲル

    ( 担当: 単著)

    2010年 

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    担当ページ:?   記述言語:日本語

  8. 論文にみる最重要概念と革新実験データ

    ( 担当: 単著)

    2010年 

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    担当ページ:??   記述言語:日本語

  9. 論文にみる最重要概念と革新実験データ

    ( 担当: 単著)

    2010年 

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    記述言語:日本語

  10. 構造発色性ゲル

    ( 担当: 単著)

    2010年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  11. “コロイド微粒子が形成する集合状態と構造発色性材料への応用”日本結晶成長学会誌

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    2009年 

     詳細を見る

    担当ページ:49-54   記述言語:日本語

  12. 非侵襲的血糖値測定~構造色ゲルを利用したグルコースセンサー~”バイオ健康&医療用デバイス

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2009年 

     詳細を見る

    担当ページ:168-175   記述言語:日本語

  13. 呈色・変色ゲル

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    超分子サイエンス&テクノロジー~基礎からイノベーションまで~、NTS  2009年 

     詳細を見る

    担当ページ:689-693   記述言語:日本語

  14. コロイドアモルファスアレイが示す角度依存性のない構造性発色

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    2009年 

     詳細を見る

    担当ページ:20-29   記述言語:日本語

  15. ゲル コントロール~ゲルの上手な作り方とゲル化の抑制~

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    情報機構  2009年 

     詳細を見る

    担当ページ:615-626   記述言語:日本語

  16. コロイドアモルファスアレイが示す角度依存性のない構造性発色

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    2009年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  17. ゲル コントロール~ゲルの上手な作り方とゲル化の抑制~

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    情報機構  2009年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  18. “コロイド微粒子が形成する集合状態と構造発色性材料への応用”日本結晶成長学会誌

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    2009年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  19. 非侵襲的血糖値測定~構造色ゲルを利用したグルコースセンサー~”バイオ健康&医療用デバイス

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2009年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  20. 呈色・変色ゲル

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    超分子サイエンス&テクノロジー~基礎からイノベーションまで~、NTS  2009年 

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    記述言語:日本語

  21. “ コロイド結晶を利用した構造色センサー”ナノ粒子の創製と応用展開

    本多正樹, 竹岡敬和, 関隆広( 担当: 共著)

    フロンティア出版  2008年 

     詳細を見る

    担当ページ:140-148   記述言語:日本語

  22. “高分子ゲルの階層的構造制御による機能化”ゲル・イノベーション、ポリマーフロンティア21シリーズ、高分子学会編

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2008年 

     詳細を見る

    担当ページ:121-167   記述言語:日本語

  23. “構造色ゲルを利用したグルコースセンサーへの展開”医療用ゲルの最新技術と開発ーバイオミメティックゲルの応用

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2008年 

     詳細を見る

    担当ページ:115-124   記述言語:日本語

  24. “構造色を示すソフトマテリアル”「光と界面がおりなす新しい化学の世界」講演収録集

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    クバプロ  2008年 

     詳細を見る

    担当ページ:115-120   記述言語:日本語

  25. “呈色・変色ゲル”超分子サイエンス~基礎から材料への展開~

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2008年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  26. “フォトクロミック色素を導入したポーラスゲル”多孔体の精密制御と機能・物性評価

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    サイエンス&テクノロジー  2008年 

     詳細を見る

    担当ページ:442-447   記述言語:日本語

  27. “呈色・変色ゲル”超分子サイエンス~基礎から材料への展開~

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2008年 

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    記述言語:日本語

  28. “フォトクロミック色素を導入したポーラスゲル”多孔体の精密制御と機能・物性評価

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    サイエンス&テクノロジー  2008年 

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    記述言語:日本語

  29. “高分子ゲルの階層的構造制御による機能化”ゲル・イノベーション、ポリマーフロンティア21シリーズ、高分子学会編

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2008年 

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    記述言語:日本語

  30. “構造色を示すソフトマテリアル”「光と界面がおりなす新しい化学の世界」講演収録集

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    クバプロ  2008年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  31. “構造色ゲルを利用したグルコースセンサーへの展開”医療用ゲルの最新技術と開発ーバイオミメティックゲルの応用

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2008年 

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    記述言語:日本語

  32. “ コロイド結晶を利用した構造色センサー”ナノ粒子の創製と応用展開

    本多正樹、竹岡敬和、関隆広( 担当: 共著)

    フロンティア出版  2008年 

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    記述言語:日本語

  33. 2.2 構造(形)-機能相関の科学”自然に学ぶ材料プロセッシング

    竹岡敬和( 担当: 共著)

    三共出版  2007年 

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    担当ページ:81-90   記述言語:日本語

  34. “フォトクロミックゲル”光化学協会誌

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    2007年 

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    担当ページ:126-129   記述言語:日本語

  35. “ゲルの体積相転移”高分子高分子

    永山國昭, 竹岡敬和( 担当: 共著)

    2007年 

     詳細を見る

    担当ページ:26-27   記述言語:日本語

  36. “Structural Colored Gel”in “Bottom-up Nanofabrication: Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films”

    Takeoka, Y( 担当: 単著)

    American Scientific Publisheres  2007年 

     詳細を見る

    担当ページ:XX   記述言語:英語

  37. “フォトクロミックゲル”光化学協会誌

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    2007年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  38. “Structural Colored Gel”in “Bottom-up Nanofabrication: Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films”

    Takeoka, Y.( 担当: 単著)

    American Scientific Publisheres  2007年 

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    記述言語:英語

  39. 2.2 構造(形)-機能相関の科学”自然に学ぶ材料プロセッシング

    竹岡敬和( 担当: 共著)

    三共出版  2007年 

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    記述言語:日本語

  40. “ゲルの体積相転移”高分子高分子

    永山國昭、竹岡敬和( 担当: 共著)

    2007年 

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    記述言語:日本語

  41. “ゲルを用いて光を操る-構造色ゲル”

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    機能材料  2006年 

     詳細を見る

    担当ページ:31-42   記述言語:日本語

  42. “構造色を示すゲルによる高分子鎖の振る舞いの観察”

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    膜  2006年 

     詳細を見る

    担当ページ:296-301   記述言語:日本語

  43. “コロイド結晶をテンプレートとした構造色ゲルの作成とセンサーデバイスへの応用”ナノ微粒子合成とフォトニクスへの展開、ポリマーフロンティア21シリーズ、高分子学会編

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2006年 

     詳細を見る

    担当ページ:93-132   記述言語:日本語

  44. “ゲルを用いて光を操る-構造色ゲル”

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    機能材料  2006年 

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    記述言語:日本語

  45. “コロイド結晶をテンプレートとした構造色ゲルの作成とセンサーデバイスへの応用”ナノ微粒子合成とフォトニクスへの展開、ポリマーフロンティア21シリーズ、高分子学会編

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    NTS  2006年 

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    記述言語:日本語

  46. “構造色を示すゲルによる高分子鎖の振る舞いの観察”

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    膜  2006年 

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    記述言語:日本語

  47. “クロミックゲル”、新規クロミック材料の最新技術

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2005年 

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    担当ページ:101-110   記述言語:日本語

  48. “構造色ゲル ”

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    高分子  2005年 

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    担当ページ:258-263   記述言語:日本語

  49. “構造色を示すゲル~鋳型を用いたゲルの機能化~”現代化学

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    東京化学同人  2005年 

     詳細を見る

    担当ページ:24-31   記述言語:日本語

  50. “光で光を操るやわらかい材料”図解高分子新素材のすべて

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    工業調査会  2005年 

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    担当ページ:42-45   記述言語:日本語

  51. “構造色を示すゲル~鋳型を用いたゲルの機能化~”現代化学

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    東京化学同人  2005年 

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    記述言語:日本語

  52. “光で光を操るやわらかい材料”図解高分子新素材のすべて

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    工業調査会  2005年 

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    記述言語:日本語

  53. “クロミックゲル”、新規クロミック材料の最新技術

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2005年 

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    記述言語:日本語

  54. “構造色ゲル ”

    竹岡 敬和( 担当: 単著)

    高分子  2005年 

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    記述言語:日本語

  55. “ソフトマテリアルによる構造の記憶と機能の発現”ソフトマテリアルの新展開

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2004年 

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    担当ページ:112-132   記述言語:日本語

  56. “光学・構造色ゲル”高分子ゲルの最新動向

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2004年 

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    担当ページ:227-241   記述言語:日本語

  57. “光学・構造色ゲル”高分子ゲルの最新動向

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2004年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  58. “ソフトマテリアルによる構造の記憶と機能の発現”ソフトマテリアルの新展開

    竹岡敬和( 担当: 単著)

    シーエムシー出版  2004年 

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    記述言語:日本語

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MISC 2

  1. クリスチャンセンフィルター効果を利用した刺激に応じて色を変える相分離型発色材料 (特集 自己組織化がもたらす材料化学の新境地 : 若手研究者の飽くなき挑戦)

    竹岡 敬和  

    機能材料33 巻 ( 5 ) 頁: 32 - 37   2013年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:シーエムシー出版  

    CiNii Books

  2. コロイド結晶のソフトマテリアル化

    竹岡 敬和, 渡邉 正義  

    繊維学会誌59 巻 ( 2 ) 頁: "P - 49"-"P-54"   2003年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:繊維学会  

    CiNii Books

講演・口頭発表等 32

  1. Fabrication of mono-dispersed spherical assemblies and these structural colors by using microflow device

    Teshima M.

    Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2012 

     詳細を見る

    開催年月日: 2012年

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  2. Selective surface modification of PNIPA gel surface by imprinting method

    Ueda A.

    Polymer Preprints, Japan 

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    開催年月日: 2006年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  3. Preparation and optical properties of ordered arrays of glucose-responsible submicrogel particles trapped in inverse opal polystyrene

    Honda M.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  4. Photomechanical effect of azobenzene liquid crystalline gel impregnated with low molecular weight liquid crystals

    Hayata Y.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  5. Design of novel microactuator made of self-oscillating gel by assembling the microbeads and controlling their crosslinking structures

    Sakai T.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  6. Patterning of NIPA gel surface by surface imprinting method

    Ueda A.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  7. Preparation of crosslinked azobenzene liquid crystalline polymer films and their direct evaluation by UV-Vis absorption spectrum

    Hayata Y.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  8. Preparation and optical properties of ordered arrays of glucose-responsible nanogel particles trapped in inverse opal polystyrene

    Honda M.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  9. Swelling behavior of polyrotaxane gels exhibiting structural colors

    Murayama H.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  10. Design of functional surface by arraying self-oscillationg nano-gel beads

    Sakai T.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  11. Proposal of multicolor electrochromic polymer gels

    Ueno K.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  12. Photo-control of spatio-temporal oscillation in a gel system with light-sensitive Belousov-Zhabotinsky reaction

    Shinohara S.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  13. Structural colored gel

    Takeoka Y.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  14. Surface modification of gel by molecularly imprinting method

    Ueda A.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  15. Synthesis of photo-responsive porous poly(NIPA) gel and evaluation of its optical properties

    Matsubara K.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  16. Design of nano-oscillation using self-oscillating polymer and the analysis of cooperative effects

    Sakai T.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  17. Electrically induced structural color change in periodically ordered porous gels having ionized groups

    Ueno K.

    Polymer Preprints, Japan 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Scopus

  18. Design of functional surface by arraying self-oscillationg nano-gel beads 国際会議

    Sakai T

    Polymer Preprints, Japan  2006年10月19日  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  19. Surface modification of gel by molecularly imprinting method 国際会議

    Ueda A

    Polymer Preprints, Japan  2005年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  20. Structural colored gel 国際会議

    Takeoka Y

    Polymer Preprints, Japan  2005年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  21. Selective surface modification of PNIPA gel surface by imprinting method 国際会議

    Ueda A

    Polymer Preprints, Japan  2006年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  22. Proposal of multicolor electrochromic polymer gels 国際会議

    Ueno K

    Polymer Preprints, Japan  2005年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  23. Preparation of crosslinked azobenzene liquid crystalline polymer films and their direct evaluation by UV-Vis absorption spectrum 国際会議

    Hayata Y

    Polymer Preprints, Japan  2006年10月19日  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  24. Preparation and optical properties of ordered arrays of glucose-responsible submicrogel particles trapped in inverse opal polystyrene 国際会議

    Honda M

    Polymer Preprints, Japan  2006年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  25. Preparation and optical properties of ordered arrays of glucose-responsible nanogel particles trapped in inverse opal polystyrene 国際会議

    Honda M

    Polymer Preprints, Japan  2006年10月19日  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  26. Photomechanical effect of azobenzene liquid crystalline gel impregnated with low molecular weight liquid crystals 国際会議

    Hayata Y

    Polymer Preprints, Japan  2006年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  27. Photo-control of spatio-temporal oscillation in a gel system with light-sensitive Belousov-Zhabotinsky reaction 国際会議

    Shinohara S

    Polymer Preprints, Japan  2005年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  28. Patterning of NIPA gel surface by surface imprinting method 国際会議

    Ueda A

    Polymer Preprints, Japan  2006年10月19日  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  29. Electrically induced structural color change in periodically ordered porous gels having ionized groups 国際会議

    Ueno K

    Polymer Preprints, Japan  2005年12月  Polymer Preprints, Japan

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  30. Swelling behavior of polyrotaxane gels exhibiting structural colors 国際会議

    Murayama H

    Polymer Preprints, Japan  2006年10月19日  Polymer Preprints, Japan

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  31. Synthesis of photo-responsive porous poly(NIPA) gel and evaluation of its optical properties 国際会議

    Matsubara K

    Polymer Preprints, Japan  2005年12月  Polymer Preprints, Japan

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  32. Fabrication of mono-dispersed spherical assemblies and these structural colors by using microflow device 国際会議

    Teshima M

    Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2012  2012年  Proceedings of the 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2012

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 12

  1. 分子結合制御の新手法開発プロジェクト

    2015年4月 - 2019年

    ImPACT 

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    資金種別:競争的資金

  2. “環境応答型メタマテリアル”の創成

    2010年

    (財)村田学術振興財団 

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    資金種別:競争的資金

  3. 角度依存性のない構造色発現機能を示すコロイドアモルファスの構築とその応用

    2010年

    日本板硝子材料工学助成会 

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    資金種別:競争的資金

  4. コロイド準結晶を利用した新規光学材料の創製

    2010年

    (財)東海産業技術振興財団 

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    資金種別:競争的資金

  5. 準周期性構造を有する角度依存性のないフォトニックバンドギャップを示す材料の創製

    2009年8月

    財団法人 立松財団 

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    資金種別:競争的資金

  6. 準周期性構造を有する角度依存性のないフォトニックバンドギャップを示す材料の創製

    2009年4月

    (財)池谷科学技術振興財団 

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    資金種別:競争的資金

  7. モルフォ蝶などの生物に学ぶ角度依存性のないフォトニックバンドを           示すアクティブフォトニック結晶の創製

    2009年1月 - 2012年12月

  8. コロイド準結晶を利用した角度依存性のない構造色を示す光学材料の創製

    2008年9月

    積水化学 自然に学ぶものづくり 研究助成プログラム 

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    資金種別:競争的資金

  9. 角度依存性のない構造色を示すソフトフォトニック結晶の構築

    2008年4月

    学内共同研究 

  10. 新規アクティブフォトニック結晶の創製

    2008年

    徳 山 科 学 技 術 振 興 財 団 

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    資金種別:競争的資金

  11. 光学材料および医療材料に適用可能な高機能性ソフトマテリアルに関する研究

    2007年 - 2008年

    小笠原科学技術振興財団 

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    資金種別:競争的資金

  12. 非観血性装着型簡易グルコースセンサーの開発

    2006年

    稲盛財団 

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    資金種別:競争的資金

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科研費 22

  1. 白色と黒色の微粒子の混合分散液の泳動電着による構造色コーティング法の開発

    研究課題/研究課題番号:16K14388  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    片桐 清文, 竹岡 敬和

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    担当区分:連携研究者 

    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    本研究課題では、白色のシリカ粒子と黒色のカーボン粒子の混合分散液を用い、泳動電着法によって微粒子集積型構造色材料をコーティング膜とする手法の開発し、その機能化を図ること目的とした。最初にアノード型の泳動電着で構造色コーティングを試み、均一な製膜が迅速に可能であり、複雑なな形状の表面にも適用可能であることを明らかにした。次にカチオン性高分子電解質を用いてカソード型泳動電着による構造色コーティングを試みた。ここでは分散媒のpHの違いでコーティング膜における粒子集積状態を制御することができ、角度依存性のある構造色膜と角度依存性の小さい構造色膜を作り分けることができることを明らかにした。

  2. 角膜から学ぶ光学的および力学的に高機能な材料の開発

    2015年4月 - 2018年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  3. 角膜から学ぶ光学的および力学的に高機能な材料の開発

    研究課題/研究課題番号:15H02200  2015年4月 - 2018年3月

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:43030000円 ( 直接経費:33100000円 、 間接経費:9930000円 )

    エラストマー中へのシリカ微粒子の秩序構造形成に伴い透明化と強靱化を行うことに取り組んだ。粒径の揃ったシリカ微粒子をモノマーに分散させ、その状態で重合を行うことで秩序構造を有する複合エラストマーを調製した。モノマーはdiethylene glycol methyl ether methacrylate(MEO2)を用いた。得られた複合エラストマーに対し、破断するまで引っ張り-応力試験を行ったところ、純粋なMEO2エラストマーと比較してシリカ微粒子を複合することで弾性率とともに伸張率が上昇しており、透明かつタフネスな複合材料の開発に成功した。

  4. コロイドアモルファス集積体をベースとした構造色材料の革新的機能化

    研究課題/研究課題番号:26630320  2014年4月 - 2016年3月

    片桐 清文

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    担当区分:研究分担者 

    本研究課題では、角度依存性の小さい構造色材料をサブミクロンサイズの単分散無機微粒子のアモルファス状集積体をベースに構築し、その機能化を図ること目的とした。コロイドアモルファス集積体による構造色発色では「黒色添加物」が鍵であることに着目し、光で繰り返し着色・消色を制御できるフォトクロミズム特性を構造色材料に付与するための基礎検討を行った。さらにコロイドアモルファス集積体をコーティング膜として、簡便に「塗装」する技術の開拓について電気泳動電着法を応用することで検討した。

  5. 極微な領域規制に基づくメソ薄膜の形態発現と光応答系の創成

    研究課題/研究課題番号:23225003  2011年4月 - 2016年3月

    関 隆広

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    担当区分:研究分担者 

    約30年前に研究が創始された液晶配向プロセスは、すでに液晶ディスプレイの製造にも応用され産業的にも重要であるが、その現象の基礎的理解には未解明な部分が多い。本研究では、これまで扱われてこなかった、高分子液晶物質が微小な構造をもつ場合や、凹凸形成を伴う膜を対象として、その挙動を解明することを目的とした。具体的には、ブロック共重合体のミクロ相分離構造の光配向、インクジェット塗布した際の微小領域での相分離挙動、光応答リンクル形成等を対象とし、光配向プロセスにおける新たな展開と理解の深化を進めた。また、研究途上での予期せぬ展開として、高分子液晶膜の配向を空気側から制御する新たな光配向手法も提案した。

  6. コロイドアモルファス集合体の構造発色メカニズムの解明と簡易調製手法の確立

    研究課題/研究課題番号:23245047  2011年4月 - 2014年3月

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:49790000円 ( 直接経費:38300000円 、 間接経費:11490000円 )

    豊かな生活には、鮮やかな色を示す退色しない顔料の存在は欠かせない。また、低毒性、低環境負荷性を備えた顔料が安価で大量に得られれば、我々の暮らしが永続的に発展可能になるだろう。そのためには、自然界に豊富に存在し、環境負荷性が低い自然調和性に優れた化合物を利用した顔料作りが求められる。本研究では、サブミクロンサイズのシリカ微粒子は生体毒性も見られないので、そのアモルファス集合体を、簡単な方法で再現よく調製することに成功した。さらに、アモルファス集合体に生じる可視光領域の散乱を抑えるため、黒色微粒子を添加したところ、シリカ微粒子の粒径や黒色微粒子の量に応じて様々な鮮やかな色を示すことを発見した。

  7. 有機ゲルおよび高分子を用いる融合マテリアルの動的機能の開拓

    2010年6月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  新学術領域研究

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  8. 融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓の総括研究

    研究課題/研究課題番号:22107001  2010年4月 - 2016年3月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    加藤 隆史

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    担当区分:研究分担者 

    本領域の目的である、分子が材料合成プロセスを精密に制御する「分子制御」およびプロセッシングに立脚し地球上にありふれた材料を用いて、温和な条件における「自然調和型構造材料」および「動的融合機能材料」の開発を展開することに対し、H22~H26年度に「融合マテリアル」として取り組んだ研究成果をとりまとめ、領域内外に広く発信するために、以下の取り組みを行った。
    ①公開シンポジウムの開催:H27年10月13日~15日の日程で行われた(公益社団法人)日本化学会主催の第5回CSJ化学フェスタ内コラボレーション企画として、融合マテリアルの特別企画シンポジウムを行い、公開でこれまでに得られた研究成果の研究報告を行った。特別企画シンポジウムの開催にむけては、総括班会議を行い総括班全員で協力して準備を行った。
    ②業績リストおよび成果報告書の作成:班長会議や、総括班会議を開催し、平成22年度から平成26年度までの研究成果のまとめ作業をおこなった。計画班をはじめ、公募班全員の業績リスト、特許、研究成果をまとめた。また、総括研究のまとめとして、若手研究者育成の取り組み、およびアウトリーチ活動の取り組み、これまでに発行したニュースレターのとりまとめを行った。そして、これら取りまとめた内容を研究成果報告書として、冊子にまとめた。
    ③領域ホームページの管理運営:研究期間は終了したが、領域ホームページを引き続き管理し、これまでの研究で得た成果、および、「融合マテリアル」に関係する研究成果および業績をホームページに掲載し公開した。
    27年度が最終年度であるため、記入しない。
    27年度が最終年度であるため、記入しない。

  9. 有機ゲルおよび高分子を用いる融合マテリアルの動的機能の開拓

    研究課題/研究課題番号:22107012  2010年4月 - 2015年3月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:57720000円 ( 直接経費:44400000円 、 間接経費:13320000円 )

    本研究では、有機ゲルの環境応答性および動的機能と様々な無機微粒子の光学機能および力学的性質を融合させることで、新しい光学的物性もしくは力学的物性を有する新材料の構築を目差した。これまでの成果から、環境に応じて角度依存性のない構造色が変わる構造発色性材料を開発することができた。その他にも、生物の組織を模倣して作成した構造発色性材料が生物では見られないような環境応答性を示すことを明らかにした。人工の系をナノサイズのレベルで組み合わせることで、生物の機能を凌駕するような機能材料が得られる可能性が分かってきた。

  10. 角度依存性のない構造色を示すソフトフォトニック結晶の構築

    研究課題/研究課題番号:20350105  2008年 - 2010年

    竹岡 敬和

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    配分額:18590000円 ( 直接経費:14300000円 、 間接経費:4290000円 )

    コロイド粒子からなるアモルファス集合体が角度依存性の低い構造発色性材料となることを見出した。この発見は、従来の屈折率の周期的な構造の存在がフォトニックバンドギャップを生じさせ、それが構造色の起源になっているという常識を覆すことである。このような光学物性を示す材料は構造色に角度依存性があることで応用に適さないような現状(例えば視野角の広いディスプレイへの利用などにおいて)を打破できるようになる。

  11. 2次元の分子自己集合に基づく光メカニカル機能発現と応用

    研究課題/研究課題番号:19050005  2007年 - 2010年

    関 隆広

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    担当区分:研究分担者 

    2次元系を対象とした知見の蓄積は、ナノ構造制御に立脚した精緻で階層構造を持つ3次元的メカニカル材料創出へ向かう立場からも重要なアプローチであると考えられる。2次元系での光配向、光物質移動、光形態変化に焦点をあて、光メカニカル応答現象を主軸に、関連する新たな光プロセスと機能の探索を進めることを目的として研究を進めた。具体的には、単分子膜系の光メカニカル効果に基づく、ブロック共重合体の二次元相分離構造の光制御、液晶性ブロック共重合体高分子薄膜における光配向制御とそのリアルタイム観測手法の開発、液晶系アゾベンゼン薄膜の光物質移動現象における移動メカニズムの詳細と無機系も含めた広範な材料系の開発を行なった。

  12. 特異分子配向特性を持つ高分子薄膜による光応答表面の創成

    研究課題/研究課題番号:19350056  2007年 - 2009年

    関 隆広

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    担当区分:研究分担者 

    高分子薄膜において分子配向はその特性や機能に大きな影響を及ぼす。本研究では、アゾベンゼン液晶高分子を基板表面から高密度に重合させる手法を開発し、液晶性高分子薄膜としては従来にない分子配向と液晶構造を持つ薄膜を作成した。このアゾベンゼンメソゲンは基板に平行な分子配向に、一方、スメクチック層構造は基板に対して垂直に配向した。その特異な配向性から、光反応は効率よく進行し、直線偏光による面内配向は従来のスピンコート膜では得られない高いレベルを達成した。

  13. 周期構造を有するゲルの特異的光反射挙動の解明と新規フォトニックデバイスの構築

    研究課題/研究課題番号:17685023  2005年 - 2007年

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:29120000円 ( 直接経費:22400000円 、 間接経費:6720000円 )

    申請者は、"構造刷り込み法"を利用したゲルの調製により、従来に見られない性質や機能をゲルに導入することに取り組んできた。その結果、1)構造色を発現するゲルの構築手法の確立、および、2)構造色変化から分子レベルの挙動を解析する手法の開発、という二つの成果が得られた。各年度で行った研究内容を以下に示す。
    平成17年度
    与えられた環境で望みの構造色を示す構造発色性ゲルの調製が可能となった。
    平成18年度
    特定の物質の添加に応じて色が変わるセンサーとしての利用の道を切り開いた。
    平成19年度
    光の照射、電場の印可などによって色が変わるディスプレイ用デバイスとしての利用を検討した。
    今後は、このようなモルフォ蝶の翅の構造発色性を参考にして、角度依存性のない構造発色性ゲルを構築する手法を開発する。この研究により、"構造色は光の波長オーダーの周期的な構造によって生じており、構造色は角度依存性があるもの"だという従来のイメージを払拭し、不規則性や色素の導入などの新たな効果を施すことで、"構造色にも多様性がある"ことを具現化できると考えている。さらに、このような構造色の多様性を、我々がこれまでに研究してきた環境応答型構造発色性ゲルに付与すれば、全反射型のディスプレイや簡易型センサーなど、光学デバイス開発へと展開できる。

  14. ソフトマテリアルを用いた自律応答型アクチュエーターの開発

    研究課題/研究課題番号:17040019  2005年 - 2006年

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6100000円 ( 直接経費:6100000円 )

    本研究では、シリカコロイド結晶を鋳型に用いて得られる構造色を示すゲルにルテニウム錯体を導入したゲルを調製し、BZ反応という非線形化学反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアルの周期や蠕動運動時の膜厚変化を分光学的に調査できるシステムの開発に取り組んできた。最近の研究結果から、BZ反応に連動して蠕動運動をしているゲルに特定の波長の光を照射すると、その光量に応じて蠕動運動の振幅や周期が変化することが分かった。また、光の照射形状によって、蠕動運動のする部分め形状や蠕動運動の方向も制御できることが分かってきた。
    平成17年度
    BZ反応という非線形化学反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアルの開発に成功した。また、本ソフトマテリアルは温度変化に応じて、その蠕動運動の周期を変化させることがわかった。
    本内容は、Nature Materials誌の紹介記事に取り上げられた。
    平成18年度
    平成17年度までに開発した"BZ反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアル"の動きを光の照射によって、その周期性、運動の方向、運動部位などを制御することに成功した。精置状況下では、ランダムな動きを示すBZ反応に連動したゲルの動きを、BZ反応の触媒として働くルテニウム錯体が強く吸収する光(450nm)を照射することで、その反応の抑制とともに、ゲルの動きにも影響を与えられることを明らかにした。本ゲルは、BZ反応以外の非線形化学反応とも連動した系を調製できるのでその応用範囲は広い。

  15. フォトニックバンドギャップを有するソフトマテリアルの構築とそのセンサーデバイスへ

    研究課題/研究課題番号:17029031  2005年 - 2006年

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:2800000円 ( 直接経費:2800000円 )

    従来の研究では、ゲルの長さを測定することで、網目を構成する高分子鎖の拡がり具合を評価できることがわかっていた。本研究では、コロイド結晶を鋳型に用いて構造色を示すポーラスゲルを作ることで、光の波長ほどの周期で屈折率が変化する構造をゲル内に導入すると、分子レベルの挙動を色の変化として観測できるようになることを明らかにした。本研究において確立した構造色を示すゲルを作る方法は、光応答性ゲル、電場応答性ゲル、分子認識ゲルなど、様々なゲルに対して適用することができる。光応答性を示す性質を付与した構造色ゲルは、光の照射に伴って構造色の二状態変化を示すようになった。この特性を利用すると、フォトマスクで光を照射したところのみ色が変化するフォトクロミックゲルが得られるようになる。最近では、環動ゲルというこれまでのゲルと比べて機械的強度が改良されたゲルにも構造色を発現させることができた。環動ゲルを用いることで、ゲルの機械的強度も強くなることから、構造色変化の繰り返し変化能の向上が実現できると思われる。また、モノマー組成や架橋剤の量などを予め調節すれば、同じ種類のゲルでも異なる色を示すようになる。このようなゲルは、環境センサーや化学センサーなどへの応用が期待できるだろう。
    さらに、ポーラスな構造を導入したことで、一枚のゲル膜中に異なる膨潤度が共存可能になるため、本構造色ゲルでは複数の色が一枚のゲル上に表現できるようになった。このゲルは、迅速な色変化を引き起こすことが可能なことから、様々な刺激に応答して構造色の迅速な二状態スイッチングを示す系が得られる。

  16. 階層構造を持つ光誘起物質移動システムの構築とコンベア型描画法の開発

    研究課題/研究課題番号:16205019  2004年 - 2006年

    関 隆広

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    担当区分:研究分担者 

    当研究課題において、以下の成果を得た。
    1)アゾベンゼンを有するモノマーとヘキシルメタクリレートとの共重合体を系統的に合成し、熱物性とレリーフ形成能との相関を得たところ、光照射温度にてトランス体でスメクチック液晶状態をとる物質が適することを確認した。関連して、加温条件下、紫外光照射にて光に膜が集まりレリーフが形成される現象も見出した。
    2)ポリスチレンやポリエチレンオキシドと液晶性アゾベンゼン高分子からなるジブロック共重合体において、光誘起レリーフを形成した際のミクロ相分離構造(ナノシリンダー型相分離)の配向等を評価した。ナノシリンダーは膜厚と照射した偏光方向に依存した制御が可能であることがわかった。
    3)光誘起物質移動により形成されるレリーフ構造を、光導波路や液晶配向膜などへの応用に対しては、アゾベンゼンは強い光吸収を有するので不利な要因となる。そこで、レリーフ構造形成後にアゾベンゼン部位を容易に取り除く新たなシステムの開発に着手した。具体的にはアゾベンゼン側鎖を水素結合によって高分子と結合させる様式で、レリーフ形成後に膜を化学架橋し、溶媒洗浄にてアゾベンゼンを完全に取り除けることが分かった。
    4)ゲル表面のみに水酸基のような化学反応を行わせることのできる官能基を導入するために、乾燥ゲル表面に平成18年度購入の真空チェンバーを用い真空紫外光露光を行なった。この操作により、ゲル材料表面が酸化され、アゾベンゼン誘導体を表面のみに共有結合させうることが分かった。

  17. フォトニックバンドギャップを有するアドバンスソフトマテリアルの創製とその光学特性

    研究課題/研究課題番号:15033226  2003年 - 2004年

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5000000円 ( 直接経費:5000000円 )

    これまで、粒径の揃ったサブマイクロメーターの球状シリカ球から形成される最密充填型コロイド結晶(以下コロイド結晶とする)を鋳型に用いてゲルを調製し、その後、シリカ成分をエッチングすると、コロイド結晶の構造を象った周期的に繋がった細孔を有するゲルが得られることを報告してきた。そのゲルは、従来のゲルに比べて、膨潤収縮の体積変化速度が千倍以上速い高速応答を示すことがわかった。また、屈折率が可視光のスケールで周期的に変化することから、特定の波長の可視光を反射するため、その構造に基づく発色(構造色)が観測されることを明らかにしてきた。さらに、ゲルの膨潤度の変化に伴って、その周期性も変わることから、構造色にも変化を来すことを見出した。その後、特定のアルカリイオンやグルコースの濃度を検知して、任意の構造色を示すゲルについても開発することができた。例えば、グルコース応答性ゲルは、そのモノマー濃度、架橋剤濃度などをゲル化溶液の段階で調節することで、特定のグルコース濃度にて望みの膨潤度を示すゲルを作ることができる。そこで、糖尿病の診断基準となる濃度に沿って、低濃度(健康な状態)では緑色、境界領域(血中濃度で7.8mM〜11mMが境界領域)で黄色、危険領域(糖尿病)で赤色を示す信号型グルコースセンサーゲルの開発に成功した。その他にも、特定のイオンや光、電場などの物理的にも応答して構造色を変化させるセンサーの構築にも成功している。

  18. 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

    研究課題/研究課題番号:14750707  2002年 - 2003年

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3100000円 ( 直接経費:3100000円 )

    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。

  19. 構造色発現現象により水素結合形成を検知するソフトマテリアルの創製

    研究課題/研究課題番号:14045227  2002年 - 2003年

    竹岡 敬和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )

    これまでの研究において、環境に応じて大きさや形が変化するソフトマテリアル(ゲル)に構造色発現機能を付与することを試みてきた。高分子鎖が化学的に架橋された三次元網目構造の隙問に溶媒を蓄えた状態にあるゲルを用いると、環境に応じたゲルの大きさの変化(長さ、体積、重さ)を観測することで、ゲルを構成する一本一本の高分子の溶液中での振る舞い(広がり方)を解析できる。従来、非常に困難であった溶液中における高分子鎖の振る舞いを観測することが、ゲルとして扱うことで非常に容易になったのである。つまり、ゲルはフラスコ内で生じている分子レベルの挙動を肉眼で観測できるようにする材料であると考えている。この考えをさらに発展させるために、光の波長レベルの微細周期構造を刻み込むことで、体積の変化を構造色の変化としで捕らえられることを見出した。長さ、体積、重さを測定する場合は環境に伴って生じるゲル内の変化の平均を観測していたが、構造色を示すゲルを観測することでゲルの微細な部分における変化がより詳細に観測できるようになった。このような変化に伴う情報量の増大は、フラスコ内の環境変化に対応した情報をダイナミックに伝えてくれる。"フラスコ内で生じている分子レベルの挙動を、ゲルという材料を通して肉眼で見ることで理解できるようにしたい"という哲学が、本研究提案の根底にある。
    本研究では、"様々な構造色を付与したゲルの研究"を通して分かった知見を基に、特定分子との間に、水素結合、双極子-イオン結合、共有結合を形成することで膨潤度を変化させるゲルを構築し、その構造色変化として捕らえることのできるバイオ・ケミカルセンサーの構築を遂行した。その結果、特定のイオンおよびグルコースを検知して、構造色を変化させるゲルを構築することができた。本センサーに利用する構造色変化を利用した光学的検知方式は、従来のセンサーのようなデバイスに大きな電圧を負荷する電気化学的方法や強い光源を利用した方式とは異なり、デバイスにおけるエネルギーのやりとりがほとんどないことから、省電力で材質安定性の高いシステムの開発が可能となる。

  20. イオン伝導性高分子を電子移動反応場に用いた機能界面の形成と高効率固体電池

    研究課題/研究課題番号:11118229  1999年

    特定領域研究(A)

    今林 慎一郎

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    担当区分:研究分担者 

    安全性とエネルギー・環境問題の点から、イオン伝導性高分子を電解質として用いた固体リチウム二次電池の実現が期待されている。この実現のためには高分子固体電解質(SPE)のイオン導電率向上と共にSPE/電極活物質間の迅速な電子移動反応の達成が必要であるが、SPEは電極物質に対する濡れ性、浸透性が著しく低いために迅速な電子移動反応を可能とする機能界面の形成が難しい。本研究では電極/SPE間の迅速な電子移動反応を可能とする機能界面の構築を目的として、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体のトリアクリレートをUV硬化して形成したSPEマトリックス中でピロールを定電流電解重合してポリピロール(PPy)からSPEへ組成が連続的に変化した傾斜複合膜を作成し、その電気化学的特性を検討した。XPS分析によってPPyが傾斜構造を有してSPE中に生成していることが確認された。100℃において、対極・参照極にLiを用いて測定した複合膜のサイクリックボルタモグラムは、ClO_4のドープ・脱ドープに伴う酸化・還元ピークが観測され、PPy/SPE界面で迅速なClO_4^-の移動が起きていることが分かった。PPyの電位をLi極に対して変化させて行った複素インピーダンス測定は、PPy/SPE界面の抵抗値[R_<ct>]がPPyの電位が正になるほど小さくなることを示した。PPyがほぼドープされた状態にある3.1VにおいてはSPE|Li界面のR_<ct>の約半分であり、PPy/SPE界面で迅速な電荷移動が起こっていることが裏付けられた。これは複合膜中に両高分子が相互に混合した良好な機能界面が形成されていることを示している。電解重合中、SPE中のLi^+がLiとしてカソード表面に析出することが観察され、PPy/SPE|Liで構成される固体電池は充放電特性を持つことを確認した。この結果は、本方法により固体電池を一段階の電解重合によって形成できる可能性を示す。

  21. ポリマーネットワークの分子シンクロナイゼーションを利用した化学エネルギー情報変換

    研究課題/研究課題番号:11167234  1998年 - 2002年

    渡辺 正義

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    担当区分:研究分担者 

    弱い相互作用のバランスでその構造が規定されているソフトなポリマーネットワークでは、一部の機能団の受けた外部刺激による微弱な摂動が質的に変換され、この弱い相互作用の分子ネットワークを通して時間的・空間的にシンクロナイズして伝達されるという現象がしばしば見られる。すなわちこの弱い相互作用のネットワークは、構造を形成するネットワークであると同時に、情報やエネルギーの伝達や変換を司るネットワークとして機能し得る。本研究は、このポリマーネットワークの分子シンクロナイゼーション現象を分子レベルで明らかにし、化学エネルギー・情報変換系創製のための新しい方法論として提案したものである。具体的には以下の3項目に関し研究を進めた。
    (1)イオン液体中での1in-situ重合によるイオンゲルの創製と化学エネルギー変換
    イオン液体というイオンのみからなる液体を含有した高分子ゲルを用いた化学エネルギー変換系の構築を進めた。プロトン伝導性イオン液体およびそのイオンゲルは水素酸化・酸素還元反応活性を示し100℃以上の温度かつ非水条件下で作動する燃料電池として機能することを先駆的に発見した。
    (2)グルコース酸化酵素(GOx)ハイブリッドの迅速電子移動反応と化学情報変換
    フェノチアジン修飾酵素(GOxハイブリッド)はレッドクス活性となり、基質であるグルコース在下では酵素反応を高効率に電流変換可能となった。その結果、このハイブリッド酵素は系中の酸素濃度に依存しない新しいグルコースセンサーの構築を可能にした。
    (3)最密充填コロイド結晶を鋳型に用いた構造色ゲルの創製と化学情報変換
    最密充填シリカコロイド結晶を鋳型にハイドロゲルを合成し、その後これを溶解除去すると、ゲル中にコロイド結晶のネガ構造が保持され、構造色を呈することを見出した。ゲルの膨潤・収縮過程にシンクロナイズしてこの構造色を変化させることを利用して、フェニルボロン酸をゲル構造中に導入することにより、グルコース濃度変化を構造色変化として取り出す化学情報変換系の構築に成功した。

  22. 高分岐ポリエーテルマクロモノマーの合成とその重合体のイオン伝導特性

    研究課題/研究課題番号:10650878  1998年 - 1999年

    渡辺 正義

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    担当区分:研究分担者 

    本研究の目的は、高分岐ポリエーテルマクロモノマー、およびこの重合体の合成法を確立し、これまでに無い高いイオン導電率、電気化学的安定性、さらに薄膜成形が可能な高分子固体電解質(イオン伝導性高分子)を創製することにある。イオン伝導性高分子は、一種の固体溶媒であり、この中に電解質を溶解することにより、イオン伝導性が発現する。さらに固体膜として機能するために、固体電解質としての応用が可能になる。ポリエチレンオキシドに代表されるイオン伝導性高分子中では、高分子中の極性基とイオンの相互作用によりキャリヤーイオンが生成し、高分子鎖のセグメント運動によってその移動が起こる。そのため、これまでのイオン伝導性高分子の分子設計指針としては、ポリエーテルのようなイオン解離能を有する高分子のガラス転移温度(Tg)を下げることに、主に力点がおかれ、研究が続けられてきた。本研究では、短い側鎖の速い分子運動による高速イオン移動という新しい概念を導入して分岐型イオン伝導性高分子を設計し、それに電解質塩を溶解した高分子固体電解質のイオン伝導特性を検討した。その結果、工学的に充分に意味のある高分子固体電解質を実現した。具体的には、昨年度までに合成法を確立した、(1)樹枝状側鎖を持つポリエーテルマクロモノマーの重合体、(2)デンドリマー型ポリエーテルマクロモノマーの重合体、など自由末端鎖を高密度に有するポリエーテル架橋体を用いることにより、本研究で提示してきた、自由末端側鎖の速い分子運動とイオン移動の共役という、高速イオン移動が可能な高分子固体電解質を得るための新しい機能設計の概念の妥当性を検証した。さらにこの高速イオン移動を可能にする分子設計指針は、電極活物質との間の電子移動速度の高速化にまで拡張できる可能性を見出した。

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担当経験のある科目 (本学) 9

  1. 構造・電気化学

    2016

  2. 分子組織工学特論

    2015

  3. 構造・電気化学

    2015

  4. 構造・電気化学

    2014

  5. 分子組織工学特論

    2013

  6. 構造・電気化学

    2013

  7. 構造・電気化学

    2012

  8. 基礎セミナーA

    2011

  9. 分子組織工学特論

    2011

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担当経験のある科目 (本学以外) 1

  1. 分子組織工学特論

    名古屋大学)