論文 - 金井 俊光
件数 26 件-
Chameleon-Inspired Color-Changeable Colloidal Photonic Crystal Films Sensitive to Human Body Temperature
Toshimitsu Kanai , Mari Sato, and Yuna Hirano
Materials and Interfaces 2 ( 1 ) 2025年3月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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A microfluidic technique for the continuous synthesis of monodisperse silica supraparticles
Kanai, T; Fujisaki, T; Yokoyama, Y
JOURNAL OF ASIAN CERAMIC SOCIETIES 13 ( 1 ) 101 - 106 2025年2月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Nakagawa, S; Hirano, Y; Tanaka, M; Kanai, T
POLYMERS 15 ( 24 ) 2023年12月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Kanai Toshimitsu, Shimba Daigo, Oketani Asuka, Nemoto Hikaru, Tanaka Mikako
JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN 131 ( 8 ) 445 - 450 2023年8月 [査読有り]
DOI Web of Science CiNii Research
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 日本セラミックス協会 共著
<p>Organic–inorganic hybrid particles have unique properties derived from the combination of their constituents and morphology, thereby enabling them to perform crucial functions in applications across the biomedicine, pharmaceutical, cosmetic, materials science, and engineering industries. This paper reports a method for preparing monodispersed hybrid particles comprising silica and thermosensitive poly(<i>N</i>-isopropylacrylamide) (PNIPAM) hydrogel particles with core–shell or snowman morphologies using a microfluidic device. Here, monodispersed droplets of sodium silicate solution are generated using a flow-focusing microfluidic device. When sodium hydrogen carbonate (NaHCO<sub>3</sub>) and <i>N</i>-isopropylacrylamide (NIPAM) are simultaneously transferred to the droplets, sodium silicate reacts with NaHCO<sub>3</sub> to form core–shell structures, wherein silica-rich droplets are generated inside the NIPAM-rich droplets. The droplets are subsequently irradiated with ultraviolet (UV) light to yield monodispersed silica-PNIPAM hydrogel core–shell particles. However, when only NaHCO<sub>3</sub> is transferred to the sodium-silicate solution droplets, a snowman-like structure comprising silica-rich and water-rich droplets is formed. Therefore, NIPAM can be transferred to water-rich droplets and photopolymerized via UV light irradiation to obtain monodispersed snowman-like silica-PNIPAM hydrogel hybrid particles. Furthermore, the PNIPAM hydrogel hybrid-particle size can be easily altered by changing the temperature to approximately the human body temperature.</p>
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Momoko Kobori, Yuna Hirano, Mikako Tanaka and Toshimitsu Kanai
Polymers 15 ( 10 ) 2023年5月 [査読有り]
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Amano Ami, Kanai Toshimitsu
GELS 9 ( 1 ) 2023年1月 [査読有り]
担当区分：責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Amorphous photonic structure in a charged colloidal system showing angle-independent uniform color
Kanai Toshimitsu, Nakagawa Sato, Takeshima Hikaru, Hirano Yuna
Journal of Colloid and Interface science 629 225 - 232 2022年9月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Academic Press Inc. Elsevier Science 共著
Structural colors derived from the scattering or reflection of light by submicron-sized ordered structures are interesting due to their non-fading and tunable colors. Herein we show a colored angle-independent amorphous phase of monodisperse colloids between the crystalline and random phases in a charged col-loidal system. The amorphous photonic structures with low packing density display uniform color over large areas; this is easily altered by adjusting the particle volume fraction. The transmission spectra of amorphous phases display an intersection point at the Bragg wavelength, allowing design of the trans-mission color. We demonstrate that the aqueous suspended colloidal amorphous structures can be immobilized in hydrogel films, while preserving their spectral properties. The sensitivity of the gel to ethanol allows the color to be tuned by changing the ethanol concentration. This angle-independent uni-form color with easy tunability has great potential for application in advanced color materials and sensors.(c) 2022 Elsevier Inc. All rights reserved.
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Nemoto Hikaru, Shimba Daigo, Kanai Toshimitsu
JOURNAL OF ASIAN CERAMIC SOCIETIES 10 ( 2 ) 378 - 385 2022年3月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Kitazaki Risa, Nemoto Hikaru, Kanai Toshimitsu
JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 54 ( 10 ) 549 - 556 2021年10月 [査読有り]
DOI Web of Science CiNii Research
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 化学工学会 共著
<p>Inexpensive glass capillary microfluidic devices with co-flow geometry were prepared to generate highly monodispersed microbubbles with a controlled size of less than 10 µm for medical applications. In the analysis, the dimensions of the injection and collection capillaries were decreased, and the gas pressure and liquid phase flow rate were increased to their respective limits. The diameter of the monodisperse microbubbles (having a coefficient of variation of less than 1.5%) could be controlled within the range of 2.4–9.2 µm, while maintaining a generation rate on the order of 10<sup>5</sup> bubbles/s by adjusting the inner tip diameter of the injection capillary and the liquid phase flow rate. The inner diameter of the collection capillary was 30 µm, and the gas pressure was 0.50 MPa.</p>
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エラストマー固定チューナブルコロイドフォトニック結晶フィルムによるひずみの可視化
天野 愛海, 田島 寛之, 笠井 尚哉, 金井 俊光
色材協会誌 94 ( 9 ) 252 - 255 2021年9月
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 色材協会 共著
<p>粒子同士が離れた状態で周期配列したコロイド結晶をエラストマーで固定した，チューナブルコロイドフォトニック結晶フィルムを作製した。柔軟性を有する本フィルムをアルミニウム試験片表面に接着し，その状態でアルミニウムの引張試験を行った。応力印加前のフィルムは，フィルム面に平行に配列したFCC構造の（111）面に起因するブラッグ反射により赤色を呈していたが，アルミニウムのひずみ量の増加にともない，おもにその格子面間隔が減少することによりブラッグ反射波長が短波長側へシフトした。その結果，フィルムの色はひずみ量に応じて赤色から橙色，黄色，緑色へと変化した。本フィルムは，接着することにより対象物のひずみ量を色変化から検出できる簡易センサへの応用が期待できる。</p>
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Iwasawa Yuma, Tajima Hiroyuki, Kanai Toshimitsu
Polymer Journal 53 ( 10 ) 1157 - 1161 2021年6月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Springer Nature 共著
We demonstrate the facile tuning of uniform Bragg reflection color from red to blue by uniaxial compression of gel films containing single-crystalline loosely packed colloidal crystals. The tuned colors can be fixed by photopolymerization of a polymer precursor solution contained in the compressed gel films.
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Tajima Hiroyuki, Amano Ami, Kanai Toshimitsu
MATERIALS ADVANCES 2 ( 10 ) 3294 - 3299 2021年4月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Toshimitsu Kanai, Naoto Kobayashi, Hiroyuki Tajima
Materials Advances 2 ( 8 ) 2600 - 2603 2021年3月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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佐々木 寛和, 中塚 あや菜, 根本 光, 金井 俊光
化学工学論文集 47 ( 1 ) 7 - 10 2021年1月 [査読有り]
DOI Web of Science CiNii Research
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：公益社団法人 化学工学会 共著
<p>大豆油–ヘキサン混合油と界面活性剤を添加した水を，ヘキサン耐性を有するガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイス内へ流入させることにより，単分散なo/wエマルションを作製した．流量を調整することにより，油滴の直径を2.7–15.6 µmの範囲で制御することができた．その後，油滴内のヘキサンを蒸発させることにより，直径0.5–3.1 µmの単分散大豆油エマルションを得ることができた．本方法は，微小な単分散エマルションを作製する方法として有用であり，ヘキサン濃度を上げることにより，さらに微小な単分散エマルションの作製が期待できる．</p>
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Preparation of monodisperse hybrid gel particles with various morphologies via flow rate and temperature control
Toshimitsu Kanai, Hiroki Nakai, Ayaka Yamada, Masafumi Fukuyama, David A. Weitz
Soft Matter 2019 ( 15 ) 6934 - 6937 2019年8月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Publishing 共著
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Protection against a wide UV wavelength range by Bragg reflection from polycrystalline colloidal photonic crystals
Toshimitsu Kanai, Shinoka Nakashima,Tomomi Oki
Journal of Materials Chemistry C 2019 ( 25 ) 7512 - 7515 2019年7月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Publishing 共著
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Co-flow型ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの気泡径制御
北崎 理沙, 松尾 綾, 榛葉 大悟, 金井 俊光
化学工学論文集 45 ( 1 ) 10 - 15 2019年1月 [査読有り]
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Enhancement of thermosensitivity of gel-immobilized tunable colloidal photonic crystals with anisotropic contraction
T. Kanai, H. Yano, N. Kobayashi, T. Sawada
ACS Macro Letters 6 ( 11 ) 1196 - 1200 2017年10月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Independent control of optical stop-band wavelength and width of colloidal photonic crystals
T. Kanai, K. Sano, H. Yano, T. Sawada
Colloids and Surfaces A 506 586 - 590 2016年10月 [査読有り]
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 共著
荷電コロイド結晶において、コロイド粒子の粒径および粒子濃度を制御することにより、コロイドフォトニック結晶の光学ストップバンド波長とバンド幅を別々に制御できることを報告した。粒径および粒子濃度の異なるコロイド分散液を調整し、反射スペクトル測定より光学ストップバンドを実験的に測定した。またバンド計算により理論的に光学ストップバンドを計算し、実験が正しいことを確認した。
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Preparation of monodisperse solid fat microspheres in a microfluidic device
A. Nakatsuka, A. Matsuo, T. Kanai
Journal of Chemical Engineering of Japan 49 ( 6 ) 541 - 543 2016年6月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
ガラスキャピラリー型マイクロ流体デバイスを用いて単分散な固体脂質マイクロ粒子が作製できることを報告した。脂質を融点以上に加熱し液体状態とし、それをデバイス内に流入させ、単分散液的形成後、急冷することにより、界面活性剤を用いることなく、固体脂質マイクロ粒子が作製できた。また流量を変えることにより、固体脂質マイクロ粒子の粒径を制御できることを示した。
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Microfluidic devices fabricated using stereolithography for preparation of monodisperse double emulsions
T. Kanai, M. Tsuchiya
Chemical Engineering Journal 290 400 - 404 2016年4月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
3Dプリンティングの一種である光造形法を用いて3次元マイクロ流体デバイスの設計、作製を行い、それにより極めて単分散性の高いダブルエマルションをサイズ制御して作製できることを示した。光造形法では流路を3次元に増設できることを示し、単分散O/W/OおよびW/O/Wダブルエマルションや3種類の異なるコアを内包したマイクロカプセルが作製できることを示した。
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ゲル固定コロイドフォトニック結晶のスペクトルチューニング
直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
高分子論文集 72 ( 10 ) 582 - 589 2015年10月 [査読有り]
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
エアーパルス流動システムにより、センチメートルサイズで単結晶のコロイド結晶フィルムを作製できることを示した。またゲル固定コロイド結晶フィルムの溶媒置換や温度変化によるチューニング例を示した。特に共重合ゲルで固定したコロイドフォトニック結晶は、多様なチューニング特性を示すことを報告した。また室温で蒸発しないイオン液体がゲル固定コロイドフォトニック結晶の膨潤溶媒として有用であることを報告した。
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Crystallization and reentrant melting of charged colloids in nonpolar solvents
T. Kanai, N. Boon, P. Lu, E. Sloutskin, A. Schofield, F. Smallenburg, R. Roij, M. Dijkstra, D. Weitz
Physical Review E 91 ( 3 ) 030301 2015年3月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
非極性溶媒のコロイド分散液において、AOTを添加することにより、コロイド結晶化が起こることを見出した。さらにAOT濃度を増加させると、結晶が融解するリエントラント現象がみられることがわかった。この現象は、コロイドの粒径を変えても起こることが実験的に明らかになった。また、この現象は理論的にも起こり得ることを報告した。
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共重合ゲルにより固定したコロイドフォトニック結晶の混合溶媒での多様なチューニング特性
矢野弘樹、杉山仁美、澤田勉、金井俊光
化学工学論文集 41 ( 1 ) 43 - 47 2015年1月 [査読有り]
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：化学工学会 共著
N-イソプロピルアクリルアミド（NIPAM）とN-メチロールアクリルアミド（NMAM）の混合比を変えた種々の共重合ゲルを用いてコロイド結晶を固定したゲルフィルムを作製し、ゲルの膨潤度と光学ストップバンド波長のエタノール濃度依存性を検討した。NIPAMリッチ組成ではNIPAMの共貧溶媒性の効果がみられ、NMAMリッチ組成ではNMAMに対するエタノールの貧溶媒性の効果がみられた。これらにより光学ストップバンド波長が大きく変化することを示した。
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Surface treatment of flow channels in microfluidic devices fabricated by stereolithography
K. Ohtani, M. Tsuchiya, H. Sugiyama, T. Katakura, M. Hayakawa, T. Kanai
Journal of Oleo Science 63 ( 1 ) 93 - 96 2014年1月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
光造形法により3次元マイクロ流体デバイスを作製し、マイクロ流路内壁を親水および撥水処理できることを報告した。流路ごとに水および油に対する濡れ性を制御することができ、これにより、高単分散なO/WエマルションやW/Oエマルションを作製することができた。また各流量を調整することにより、エマルションの大きさを、高い単分散性を維持しながら変えることができた。
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Linear thermosensitivity of gel-immobilized tunable colloidal photonic crystals
H. Sugiyama, T. Sawada, H. Yano, T. Kanai
Journal of Materials Chemistry C 1 ( 38 ) 6103 - 6106 2013年10月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
コロイド結晶を固定化する高分子ゲルとして、温度応答性を有するポリ-N-イソプロピルアクリルアミドゲルと温度応答性を示さないポリ-N-メチロールアクリルアミドゲルからなる混合ゲルを用いることにより、チューナブルコロイドフォトニック結晶の温度応答性を制御できることを示した。特にポリ-N-メチロールアクリルアミドゲルの組成が多くなると、線形的な温度応答性を示すことを報告した。線形応答性はチューニングやセンサー応用に有用であることを報告した。