新規クロミック材料の設計・機能・応用
New Chromic Materials: Design， Functions and Applications
［コードNo.2005T444］

■監修／ 関隆広（名古屋大学 教授）
■体裁／ Ｂ５判　３７０ページ
■発行／ ２００５年　６月　(株)シーエムシー出版
■定価／ ７３,５００円（税込価格）

★ 前書から16年，「クロミック材料」研究開発に関わる最新の成果を網羅！！
★ 産学官の第一線の研究開発者，総勢40名による執筆！！

※　本書籍はご試読頂けません　※

刊行にあたって
　人が日常得る情報は，90％以上が視覚を通じたものらしい。視覚情報は“かたち”と“色”が重要な役割を演じることは言うまでもない。文字やシンボルなどの“かたち”は詳細な情報を正確に伝えるうえで不可欠である一方で，“色”は瞬時の正確な判断，感性，直感，芸術性などと強く関連している。瞬時の正確な判断という効用については，交通機関の信号機の表示は“かたち（文字）”でなく“色”で表現されることからもうなずけよう。人間・社会の生活と営みにおいて，“色”のもつ神秘性や芸術性をも含めた情報量の膨大さは不変である。それゆえ人類にとって発色技術に関する研究は古代に始まり未来永遠に続く重要なテーマであろう。こうした分野の研究の重要性は近年ますます高まっている。ディスプレイ，センシング，情報記録などの各技術分野で要求される多様化する材料やシステムに対応するために，可逆的な新たな発色／消色原理の創出や色変化のシステム構築に関する研究開発への要求は強まるばかりである。
　こうした時流の中で1989年に市村監修による「クロミック材料と応用」がシーエムシー出版より刊行された。有機系，無機系を含めた種々の材料系や分野・用途と関連するクロミック現象を体系的に捉えようとする画期的な視点でまとめられている（普及版は2000年に「クロミック材料の開発」として発刊）。しかしながら，この本の発行からすでに15年以上経過し，必ずしも最新の情報に対応しているとは言えない状況となってきた。
　本書「新規クロミック材料の設計・機能・応用」は，ここ数年急激に進展した当該関連技術発展に対応するべく，新たな話題を中心にまとめたものである。編者の限られた技量から，取り上げた内容がフォトクロミズムや高分子系などに偏りがちであることをご容赦いただきたいが，そうした限られた分野においても，フォトクロミック分子・材料系における単色→フルカラー化，波長選択反射の原理による発色（構造色），新たな発想に基づく光応答システム，新たな発色原理やそれにもとづくセンシング技術や応用といった分野で，15年前には片鱗すら無かった多くの新たなシーズが生まれ急激に進展している。本書ではこれらの新たなトレンドを意識的に取り上げたつもりである。市村教授にはクロミック材料の分類も含めた広い視野での総論を寄稿いただき，各論は4編に分類して数多くの第一線の研究者に最新で話題性に富んだ内容をご執筆いただいき，魅力的な本としてまとめることができたと考えている。執筆者各位に心からお礼を申し上げたい。
　本書が発色や光応答システムの関連技術に関する情報発信源となり，当該技術の交流と発展に貢献する役割を担うことができれば誠に幸甚である。
2005年5月　関隆広

著者一覧
市村國宏 東邦大学 理学部 先進フォトポリマー研究部門 特任教授，東京工業大学名誉教授
深港豪 九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門（機能） 助手
入江正浩 九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門（機能） 教授
玉置信之 (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 分子スマートシステムグループ グループ長
百武篤也 筑波大学 研究基盤総合センター 準研究員
西村賢宣 筑波大学 大学院数理物質科学研究科 助教授
新井達郎 筑波大学 大学院数理物質科学研究科 教授
横山泰 横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 教授
谷泰 横浜国立大学 大学院工学府 機能発現工学専攻
立間徹 東京大学 生産技術研究所 助教授
大古善久 (独)科学技術振興機構 PRESTO研究員
小畠誠也 大阪市立大学 大学院 工学研究科 助教授
竹岡敬和 名古屋大学 大学院 工学研究科 助教授
富永亮二郎 名古屋工業大学 大学院 工学研究科 物質工学専攻
木下隆利 名古屋工業大学 大学院 工学研究科 物質工学専攻 教授
中村浩 (株)豊田中央研究所 フロンティア研究部門 中村研究グループ グループリーダ
吉田哲也 綜研化学(株) 研究開発センター 基礎研究グループ 副主任研究員
山本貴広 (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 研究員
多辺由佳 早稲田大学 理工学部 応用物理学科 教授
(独)科学技術振興機構 ERATO/SORST 液晶ナノシステムプロジェクト グループリーダー；(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 招聘研究員
横山浩 (独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 研究部門長；(独)科学技術振興機構 ERATO/SORST 液晶ナノシステムプロジェクト 研究代表者
福田隆史 (独)産業技術総合研究所 光技術研究部門 主任研究員
渡辺修 (株)豊田中央研究所 フロンティア研究部門 渡辺研究グループ グループリーダ
関隆広 名古屋大学 大学院 工学研究科 教授
栄長泰明 慶應義塾大学 理工学部 化学科 助教授
久保祥一 東京大学 大学院 工学系研究科
佐藤治 九州大学 先導物質化学研究所 教授
松永代作 日本化薬(株) 機能化学品開発研究所
ルスリム・クリスティアン 富士写真フイルム(株) R&D統括本部 先進コア技術研究所 研究員
福本晴彦 名古屋大学 大学院 工学研究科 博士後期課程
山田淳 九州大学 大学院工学研究院 応用化学部門 教授
徐超男 (独)産業技術総合研究所 九州センター 主任研究員，九州大学大学院 教授
明石量磁郎 富士ゼロックス(株) 研究本部 主任研究員
筒井浩明 富士ゼロックス(株) 研究本部 研究員
筒井恭治 (株)リコー 先端技術研究所 材料・デバイス研究室 室長
加藤隆志 富士写真フイルム(株) 先進コア技術研究所 主任研究員
岡村寿 富士写真フイルム(株) 先進コア技術研究所 研究担当部長
加藤昌子 奈良女子大学 大学院 人間文化研究科 助教授
鷲巣信太郎 富士写真フイルム(株) R&D統括本部 新規事業開発本部 技術担当部長
高橋浩三 東京農工大学大学院 工学教育院 生命工学専攻 博士後期課程，システム・インスツルメンツ(株) 開発研究部 主任研究員
大野弘幸 東京農工大学大学院 共生科学技術研究部 ナノ未来科学研究拠点 教授

構成と内容
総論編
　
第1章 クロミック材料への期待（市村國宏）
1.はじめに
2.クロミック材料の分類
3.光の波動性とクロミック材料
4.クロミック反応媒体
5.おわりに
　
フォトクロミック分子設計とシステムの新展開編
　
第2章 単一分子光スイッチ（深港豪，入江正浩）
1.はじめに
2.単一分子分光
3.低温下における光スイッチング
4.室温下における光スイッチング
5.単一分子フォトクロミズム
6.おわりに
　
第3章 非線形フォトクロミズムを目指した分子デザイン（玉置信之）
1.背景
2.非線形フォトクロミズムの分類
3.励起状態を経由する逐次2光子励起フォトクロミズム
4.基底状態を経由する逐次2光子励起フォトクロミズム
5.おわりに
　
第4章 光応答性デンドリマー（百武篤也，西村賢宣，新井達郎）
1.デンドリマーとは？
2.光で動くデンドリマー：コアの変化を分子全体の変化に増幅
2.1.スチルベンデンドリマー
2.2.アゾベンゼンデンドリマー
3.光で周辺が動くデンドリマー
4.水溶性デンドリマー
5.今後の展開
　
第5章 キラルフォトクロミック分子の新展開（横山泰，谷泰）
1.はじめに
2.電子環状反応に基づくキラルフォトクロミズム
2.1フルギド誘導体
2.2ジアリールエテン類
2.3スピロピラン類
3.E-Z異性化に基づくキラルフォトクロミズム
3.1アゾベンゼン類
3.2過密スチルベン類
3.3その他の二重結合の異性化
4.おわりに
　
第6章 無機系マルチカラーフォトクロミック材料（立間徹，大古善久）
1.はじめに
2.酸化チタンへの銀の析出
3.銀ナノ粒子−酸化チタン系のマルチカラーフォトクロミズム
4.金属と半導体の種類
5.マルチカラーフォトクロミズムの機構
6.酸化チタンの役割
7.退色の抑制：フォトクロミズムの不活性化と再活性化
8.画像の潜像化と再現
9.エレクトロクロミズムの併用
10.ソルバトクロミズム
11.応用
　
第7章 有機フォトクロミック結晶材料（小畠誠也）
1.はじめに
2.結晶フォトクロミズム
3.光反応量子収率
4.単結晶の2色性
5.マルチカラーフォトクロミズム
6.おわりに
　
構造・集合制御に基づく発色編
　
第8章 クロミックゲル（竹岡敬和）
1.はじめに
2.目で見る高分子鎖の形態変化
3.高分子網目が特定の分子を捕らえると色が変わる
4.ゲルを通して溶液内の不均一な環境変化を見る
5.おわりに
　
第9章 高分子組織膜における構造発色とセンサー機能（富永亮二郎，木下隆利）
1.はじめに
2.ポリペプチドを素材とした構造色基板の調製
3.化学物質の可視化
3.1有機溶媒蒸気
3.2水溶液中の微量環境ホルモン
3.3環境ホルモン異性体
4.抗原−抗体反応の可視化
4.1表面にビオチンを有する構造色基板の調製
4.2アビジン分子
5.おわりに
　
第10章 コロイド結晶とそのポリマー固定化（中村浩）
1.コロイド結晶の特徴と課題
1.1コロイド結晶とは
1.2コロイド結晶の特徴とその応用展開
1.3コロイド結晶の作製方法と特徴
1.3.1最密充填型コロイド結晶
1.3.2液中相互作用型コロイド結晶
1.4コロイド結晶展開のための課題
2.コロイド結晶のポリマー固定化
2.1ポリマーゲルによる固定化
2.2ポリマーによる固定化
3.ポリマー固定化コロイド結晶の応用
4.ポリマー固定化コロイド結晶の今後の可能性
　
第11章 微粒子配列を応用した構造色色材の開発（吉田哲也）
1.はじめに
2.構造発色のメカニズム
3.微粒子積層体の作製
3.1横毛管力による結晶化
3.2電気泳動による結晶化
3.3電気泳動を利用した応用例
3.4高濃度コロイドによる結晶化
4.発色に影響する因子
5.色材への応用
5.1構造色フィルム
5.2液状コロイド結晶
6.おわりに
　
光応答システム編
　
第12章 フォトクロミック液晶コロイドにおける凝集構造と物性の光制御（山本貴広，多辺由佳，横山浩）
1.はじめに
2.界面張力の光変調に基づく液晶エマルションにおけるコロイド超構造の光描画
3.表面誘起配向秩序の光変調に基づく液晶サスペンションにおける粘性の光制御
4.表面アンカリングの光変調に基づく液晶エマルションにおける配向欠陥の光誘起構造転移
5.まとめと展望
　
第13章 アモルファス高分子の光誘起物質移動（福田隆史）
1.はじめに
2.光誘起物質移動現象の物理的特徴
3.光誘起物質移動現象と材料の化学構造
4.光誘起物質移動現象のメカニズム
4.1物質移動のプロセスを記述する粘性流体モデル
4.2光誘起物質移動の駆動力の起源
4.3より厳密なモデルへ
5.光誘起物質移動現象の応用
5.1構造体としての利用
5.2マイクロ・ナノ加工技術としての利用
5.3光メモリとしての利用
6.おわりに
　
第14章 アゾポリマー上への微粒子および生体高分子を利用した光変形・光固定とその応用（渡辺修）
1.はじめに
2.近接場によるナノ加工
3.アゾポリマー表面への光固定化−生体分子の新規固定技術
4.変形と固定の利用による2次元フォトニッククリスタル構造
5.おわりに
　
第15章 液晶高分子膜における高感度光誘起物質移動（関隆広）
1.はじめに
2.光誘起物質移動
3.柔軟な液晶高分子系での光誘起物質移動
3.1材料系と移動挙動の特徴
3.2移動メカニズムに関する知見
3.3レリーフ形状の消去／書換えと固定化
3.4分子コンベア作用
3.5超分子型液晶高分子システム
3.6ミクロ層分離構造パターンの光制御
4.おわりに
　
第16章 フォトクロミック化合物を利用した光応答性磁性材料（栄長泰明）
1.はじめに
2.プルシアンブルー磁性体を含む新規光応答性複合ベシクル
〜本方法論を用いた最初の成功例
3.LB法による粘土―アゾベンゼン―プルシアンブルー複合磁性薄膜
〜高効率光磁性スイッチングを指向した系
4.オキサラート錯体とスピロピラン化合物の複合体
〜低温での大きなヒステリシス増大
5.酸化鉄粒子を含むスピロピランベシクル
〜室温における光誘起磁化増大
6.酸化鉄ナノ微粒子の表面修飾による可逆光スイッチング磁性微粒子
〜室温における可逆な光磁性制御
6.1アゾ化合物による表面修飾
6.2スピロピラン化合物による表面修飾
7.簡便な作製法による新しい光制御型磁性材料
8.総括および展望
　
第17章 光応答性フォトニック結晶（久保祥一，佐藤治）
1.はじめに
2.フォトニック結晶としてのコロイド結晶
3.オパール構造と逆オパール構造の作製
3.1オパール構造の作製
3.2逆オパール構造の作製
3.3オパール構造・逆オパール構造の光学特性
4.フォトニック結晶への光応答性の付与
4.1ルリスズメダイの運動性構造性発色
4.2フォトニックバンドの制御
4.3フォトクロミック色素による光応答性フォトニック結晶の作製
4.4液晶による光応答性フォトニック結晶の作製
4.4.1温度変化によるストップバンドの制御
4.4.2光学特性変化のメカニズム
4.4.3液晶の配向制御によるピーク位置の変化
4.4.4光応答性フォトニック結晶の作製
4.4.5パターニングへの応用
4.4.6光応答性フォトニック結晶への，新たな外部刺激応答性の付与
5.おわりに
　
第18章 色素配向膜の開発と応用（松永代作，ルスリム・クリスティアン）
1.C.I.Direct Blue 67のリオトロピック液晶性
1.1リオトロピック液晶となる色素
1.2C.I.Direct Blue 67色素濃度と液晶相変化，界面活性剤の影響
1.3アルカリ性におけるC.I.Direct Blue 67の液晶性動向
1.4C.I.Direct Blue 67水溶液のX線回折
1.5C.I.Direct Blue 67の可視吸収スペクトル
2.リオトロピック液晶性色素配向膜の形成技術
2.1ジメチルアミノフェニルアゾベンゼン基含有光配向樹脂
2.2コマンドサーフェス手法による色素配向膜の形成
3.マイクロパターン偏光素子の応用
　
第19章 メソポーラス材料の光配向制御（福本晴彦，関隆広）
1.はじめに
2.アゾベンゼン単分子膜／ポリシラン薄膜系（光異性化型）
2.1ポリシラン主鎖の光配向
2.2光配向ポリシラン膜上でのメソポーラスシリカ合成
2.3面内X線回折（XRD）測定
2.4配向のパターニング
3.ケイ皮酸を含む高分子液晶薄膜（光架橋系）
3.1光架橋性高分子液晶薄膜の偏光による光配向
3.2ナノ組織構造の評価及び細孔配列
3.3配向の微細パターニング
4.おわりに
　
発色システムの開発と応用編
　
第20章 金ナノロッドを用いたプラズモン発色材料と応用（山田淳）
1.はじめに
2.発色機構
3.色材としての比較
4.会合と発色
5.金ナノロッドの光学特性
6.金ナノロッドの調製と構造
7.応用例
7.1LPRセンシング
7.2SERSセンシング
7.3情報材料への応用
8.おわりに
　
第21章 高輝度応力発光体の開発とその応用（徐超男）
1.はじめに
2.高輝度応力発光体の開発
3.応力発光体の応用展開
4.おわりに
　
第22章 スマートゲル調光材料（明石量磁郎，筒井浩明）
1.はじめに
2.刺激応答性高分子ゲルとは
3.刺激応答性高分子ゲルを利用した調光材料の事例
4.スマートゲル調光材料の特徴
5.材料合成と評価
5.1材料設計と合成
5.2特性評価
5.3調光特性の評価
6.スマートゲル調光材料の応用検討
6.1調光ガラスへの応用
6.2調光フイルムへの応用
7.おわりに
　
第23章 分子集合制御に基づくロイコ色素の発色消色システム（筒井恭治）
1.はじめに
2.発色消色制御の試み
3.ロイコ染料／長鎖型顕色剤系の発色型リライタブル感熱記録材料
3.1発色・消色の原理
3.2実用的な特性のための材料設計
4.おわりに
　
第24章 ゲストホスト液晶方式用二色性色素の開発（加藤隆志，岡村寿）
1.要旨
2.ゲストホスト液晶（GH）方式
3.二色性色素の要求性能
4.光安定性の評価
5.アントラキノン系二色性色素の課題
6.オーダーパラメーター向上と溶解性の両立
6.1オーダーパラメーターの定義
6.2オーダーパラメーター向上と溶解性の両立
6.3連結原子とオーダーパラメーターの関係
6.4液晶部分構造の導入
6.5分子軌道計算による考察
6.6X線結晶構造解析による考察
7.相転移型ゲストホスト方式への展開
8.まとめ
　
第25章 ベイポクロミズムを示す集積型発光性金属錯体（加藤昌子）
1.はじめに
2.直鎖構造系白金（II）錯体における発光のベイポクロミズムとセンサーへの展開
3.白金複核錯体におけるベイポクロミズムとそのメカニズム
4.集積型金（I）錯体の示すベイポクロミズムや発光特性
5.おわりに
　
第26章 モノシート型フルカラーデジタルプリントシステム（鷲巣信太郎）
1.はじめに
2.記録システムの原理
2.1画像形成メカニズム
2.2フルカラー化の感材設計
3.感光感熱システムの技術内容
3.1顕色剤モノマー化合物の分子設計
3.2レーザー光源の選択と高感度可視域対応型光重合開始系
3.3分光増感色素の消色技術
3.4重層感材の設計（フルカラー感材の層構成）
3.5プリンティングシステムの設計
4.おわりに
　
第27章 クロミック材料のエバネッセント波分光測定法（高橋浩三，大野弘幸）
1.はじめに
2.光導波路分光測定法
3.光導波路分光測定法のハードウエア
4.光導波路分光法を用いたクロミズム反応の解析
4.1フォトクロミズム
4.2エレクトロクロミズム
4.3サーモクロミズムの光導波路分光測定
4.4色素を用いた表面，界面分光解析
4.4.1潤滑膜のずり界面での解析
4.4.2色素配向の動的解析
5.光導波路分光測定の将来展望
　

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