JST-SCORE大学推進型（拠点都市環境整備型） GAP NEXTプログラムDemo day (2022年3月19日)福岡工業大学（工学部生命環境化学科）宮元展義Mission弱い力によって色が変化する「ナノシート構造色ゲル」を実装した製品開発を目的とする。
構造色：微細な規則構造が特定の波長の光のみを反射することで発色。蝶や鳥の羽根、オパールなど自然の中にもみられる。
厚さ1nm、横幅数μmの無機結晶無機ナノシー事造化技術構造化〈配向と規則構造の制御）無機ナノシートと高分子の複合化技術液晶状態の構造色ナノシ
構造化技術無機ナノシートと高分子の複合化技術構造色ナノシートゲル微細構造を形成した無機ナノシート液晶を高分子ゲルに固定化し、高速の力学応答構造色や高い力学強度を実現した素材。 Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 8466-8471
力学応答の原理：ゲルの変形によって、ナノシート間隔が変化すると、構造色が変化構造色（反射波長λmax）は、構造周期長dに比例Bragg-Snell's Law λmax = (2d / m)(n c²- sin²θ) 1/2 λmax:最大反射波  d:構造周期   m:次数   nc:屈折率   θ:入射角
特長・フルカラー発色・高強度(破断応力>3MPa、破断歪み>90%) ・広い圧力検知範囲(1 kPa - 1 MPa) ・高速応答(< 1 ms) ・引っ張りおよび圧縮による色変化・可逆的な色変化・低ヒステリシス・低エネルギー駆動・低コスト

PSオパール固定エラストマー
H. Fudouzi & T. Sawada. Photonic Rubber Sheets with Tunable Color by Elastic Deformation. Langmuir 22, 1365-1368, (2006).不動寺浩,澤田勉, “構造色発現弾性体”,特許4925025号(2012年) https://www.iblc.co.jp/technology/29/特長：溶媒フリー、事業化検討中？
界面活性剤ラメラミセル固定ゲル
1 Y. Yue, T. Kurokawa, M. A. Haque, T. Nakajima, T. Nonoyama, X. Li, I. Kajiwara & J. P. Gong. Mechano-actuated ultrafast full-colour switching in layered photonic hydrogels. Nat. Commun. 5, 4659, (2014). 1 M. A. Haque, G. Kamita, T. Kurokawa, K. Tsujii & J. P. Gong. Unidirectional Alignment of Lamellar Bilayer in Hydrogel: One- Dimensional Swelling, Anisotropic Modulus, and Stress/Strain Tunable Structural Color. Adv. Mater. 22, 5110–5114, (2010).特長：有機分子のみで構成

シリカ球アモルファスアレイ固定ゲル
1 Y. Ohtsuka, T. Seki & Y. Takeoka. Thermally Tunable Hydrogels Displaying Angle-Independent Structural Colors. Angew. Chem., Int. Ed. 54, 15368-15373, (2015).特長：低角度依存性
他の例（最近の総説）
J. M. Clough, C. Weder & S. Schrettl. Mechanochromism in Structurally Colored Polymeric Materials. Macromol Rapid Commun 42, e2000528, (2021). Z. Li & Y. Yin. Stimuli-Responsive Optical Nanomaterials. Adv Mater 31, e1807061, (2019).
類似素材と比較した、本素材の特長とメリット・ナノシートによる補強効果→高強度なのに柔らかい。広い範囲の圧力に応答。 ・ナノシートの高アスペクト比のため容易に自発配向→合成が容易  →低コスト・ナノシートの電荷に起因する反発力のため） →低ヒステリシスと高速応答・ナノシート自体のバリエーションが豊富→設計性が高い
オンデマンド調色スマートウィンドウリアルタイム圧力マッピングステンドグラス照明器具や装飾品低消費電力反射型ディスプレイ足裏計測

•新素材開発
-光学物性（色調、透明性、非角度依存）の改善-力学物性（弾性率、破断強度、応答速度、応答範囲、感度）の改善-耐久性・使用条件の改善（耐熱、耐光、繰り返し、角度依存低減、耐乾燥） -事業化のためのナノシート材料合成の効率化とスケールアップ-構造色ナノシートゲルの大型化-用途に特化した物性最適化、低コスト化・デバイスの設計・開発とその性能評価-スマートウィンドウの試作と評価-圧力マッピングデバイスの試作と評価-トンネル工事や建物等での実証実験・製品デザインと試作・技術のブランディングと広報・事業計画立案、市場調査、資金調達と連携企業の募集、など

•新素材開発
-光学物性【色調、透明性、非角度依存】の改善-力学物性（弾性率、破断強度、応答速度、応答範囲、感度）の改善-耐久性・使用条件の改善（耐熱、耐光、繰り返し、角度依存低減、耐乾燥） -事業化のためのナノシート材料合成の効率化とスケールアップ-構造色ナノシートゲルの大型化-用途に特化した物性最適化、低コスト化・デバイス設計・開発とその性能評価┤スマートウィンドウの試作と評価-圧力マッピングデバイスの試作と評価-トンネル工事や建物等での実証実験•製品デザインと試作・技術のブランディングと広報・事業計画立案、市場調査、資金調達と連携企業の募集、などJST-SCOREの助成期間(2021.9-2022.2)で一部を実施
•新素材開発透明性、非角度依存）の改善-光学物性（色調、従来の構造色ナノシー Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60,8466-8471少し白みがかった色改良した構造色ナノシーより鮮やかな色と広い波長範囲を実現
•新素材開発の改善-光学物性（色調、透明性、非角度依存）宮元ら、特許第6202498号, 2017 Miyamoto et al. ACS Omega, 2022
-耐久性・使用条件の改善（耐熱、耐光、繰り返し、角度依存低減、耐乾燥） （従来）プラスチック膜でパッケージ化したゲル空気中で乾燥するためパッケージングが必要エラストマー (新素材)特許技術(宮元ら、特開2020- 015844)によりエラストマー化（無溶媒化）に成功→真空中でも使用可
mm以下の空間分解能単純な構造ガラス板構造色ゲル黒色プラスチックフィルム

•新素材開発
-光学物性【色調、透明性、非角度依存】の改善-力学物性（弾性率、破断強度、応答速度、応答範囲、感度）の改善-耐久性・使用条件の改善（耐熱、耐光、繰り返し、角度依存低減、耐乾燥） -事業化のためのナノシート材料合成の効率化とスケールアップ-構造色ナノシートゲルの大型化-用途に特化した物性最適化、低コスト化・デバイス設計・開発とその性能評価┤スマートウィンドウの試作と評価-圧力マッピングデバイスの試作と評価-トンネル工事や建物等での実証実験•製品デザインと試作・技術のブランディングと広報・事業計画立案、市場調査、資金調達と連携企業の募集、などJST-SCOREの助成期間(2021.9-2022.2)で一部を実施

•新素材開発
-光学物性【色調、透明性、非角度依存)の改善-力学物性（弾性率、破断強度、応答速度、応答範囲、感度）の改善-耐久性・使用条件の改善（耐熱、耐光、繰り返し、角度依存低減、耐乾燥） -事業化のためのナノシート材料合成の効率化とスケールアップ-構造色ナノシートゲルの大型化-用途に特化した物性最適化、低コスト化・デバイス設計・開発とその性能評価|スマートウィンドウの試作と評価-圧力マッピングデバイスの試作と評価-トンネル工事や建物等での実証実験・製品デザインと試作・技術のブランディングと広報・事業計画立案、市場調査、資金調達と連携企業の募集、など