研究概要

持続可能な社会への転換に向け、省エネルギーで環境に優しい材料の開発は重要である。鳥や昆虫等に見られる構造に起因する色「構造色」は、毒性を示す色素や顔料が不要で色褪せがない。本研究では、生物素材・プロセスに学んだ画期的な新材料「ポリドーパミン黒色粒子」を用いて、自然界での単色構造色の発色機構の解明、ならびに「艶感の制御を伴う単色構造色材料」という新材料の開発を通して新たな生物規範技術を確立する。粒子配列と角度依存性の関係や、黒色粒子の吸収が構造色彩度に与える影響等の学術的に重要な知見を得るとともに、実用化に向けた量産技術を確立し、生物規範工学の体系化と技術革新に貢献する。

２７年度の実施計画

平成27年度は、黒色度の制御を伴う粒子合成法を確立し、より彩度の高い単色構造色の発現を実現するとともに、黒色粒子の吸収が彩度に与える影響の解明を目指す。

（１）モノマー構成分子組成の不規則性と粒子の黒色度、構造色の彩度の相関性の抽出・一般化を行い、絶対反射スペクトル測定より最適な黒色度を決定する。

（２）単色構造色の発現機構解明のため、粒子サイズのバラツキ度合い（変動係数）と粒子配列を厳密に制御した材料作製と評価を行う。このために、変動係数5%の粒子作製条件を確立するとともに、変動係数を2-20%程度の間で制御可能な合成条件を探索し、確立する。

（３）ディップコーター（購入予定）を用いて単層状態での粒子配列を制御した材料を作製し、絶対反射スペクトル測定で詳細に解析し粒子サイズの不規則性（変動係数）と粒子配列が単色構造色の発現に与える影響の解明を目指す。

（４）我々のオリジナル材料である黒色粒子を基盤とし、領域内での共同研究等により、自然界におけるアモルファス系単色構造色との関連性の抽出と計算科学的アプローチによる発色モデルの構築や、各種加工プロセスを駆使した光学素子の開発等を検討する。