The Murata Science Foundation 次世代電子ペーパー用マルチカラーヤヌス微粒子色材の作製 Fabrication of Multi-Colored Janus Pigments for Next-Generation Electric Papers H24助自72 代表研究者藪　浩東北大学　多元物質科学研究所　准教授 Hiroshi Yabu Associate Professor, Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University 共同研究者有　田　稔　彦東北大学　多元物質科学研究所　助教 Toshihiko Arita Assistant Professor, Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University 研究目的概　要バックライトを必要とせず、より自然に近バックライトを必要とせず、より自然に近いい発色が可能であり、フレキシブルで省エネル発色が可能であり、フレキシブルで省エネルギーな電子ペーパーは今後発展が望めるディギーな電子ペーパーは今後発展が望めるディスプレイ技術の一つである。電子ペーパーのスプレイ技術の一つである。電子ペーパーの駆動方式としては、今までに反射型液晶ディ駆動方式としては、今までに反射型液晶ディスプレイの技術を応用した手法や、帯電したスプレイの技術を応用した手法や、帯電した顔料を電気泳動させる手法など、様々な方式顔料を電気泳動させる手法など、様々な方式が提案されている。その中でも半球ごとに色分が提案されている。その中でも半球ごとに色分けした球（ヤヌス粒子）を回転させるツイストけした球（ヤヌス粒子）を回転させるツイストボールタイプの電子ペーパーは低消費電力とボールタイプの電子ペーパーは低消費電力と高いコントラストが期待できる次世代電子ペー高いコントラストが期待できる次世代電子ペーパー駆動方式の一つである。しかしながら現状パー駆動方式の一つである。しかしながら現状の手法では、1画素に当たる粒子のサイズは最の手法では、1画素に当たる粒子のサイズは最小でも数十ミクロン程度であり、画素の高精細小でも数十ミクロン程度であり、画素の高精細化と高速駆動化が課題となっていた。化と高速駆動化が課題となっていた。本研究本研究の目的は、ポリマー被覆することによの目的は、ポリマー被覆することにより磁性をり磁性を持つ無機酸化物ナノ粒子を有機溶媒持つ無機酸化物ナノ粒子を有機溶媒に可溶化に可溶化（ポリマーに擬態化）し、高分子材料（ポリマーに擬態化）し、高分子材料特有の自特有の自己組織化により内部に相分離構造を己組織化により内部に相分離構造を持つポリ持つポリマーブレンド微粒子中に偏在化させるマーブレンド微粒子中に偏在化させることで、ことで、ポリマーブレンド微粒子に磁気異方性ポリマーブレンド微粒子に磁気異方性を持たを持たせ、磁場応答性を持つ有機・無機ハイせ、磁場応答性を持つ有機・無機ハイブリッブリッドヤヌス微粒子を作製することである。ドヤヌス微粒子を作製することである。粉体状（市販）ナノ粒子表面にUVオゾン処 ─ 293 ─ Annual Report No.28 2014 理を施し、ラジカル重合開始基を導入した。ノ粒子に適用できる手法であり、より多様な処理した粒子は、あらかじめ準備しておいた無機材料による機能化が期待できる。リビングラジカル重合（LRP）用の溶液に浸し、あらかじめ反応温度に加熱しておいたアルミブロックヒーターに設置し、重合を行なった。所定の反応時間経過後、重合を停止した。ポリマーグラフトしたナノ粒子は、CHCl 3 に良好な分散を示すのに対し、未修飾の粒子はすぐに沈降する。調整したγ-Fe 2 O 3−b-PS、ポリスチレン（PS）、ポリイソプレン（PI）をテトラヒドロフラン（THF）に溶解し、分散液を調整した後、水を加え、良溶媒であるTHFを蒸発除去した。得られた微粒子分散液にネオジム磁石を近づけると磁石周辺に凝集した。また、磁石を離すと再分散する事から、得られた微粒子は再分散性が良いこと、磁性を持っていることが示された。光学顕微鏡による観察の結果から、半球が色分けされたヤヌス型微粒子が形成していることを見いだした。断面TEM 像から、四酸化オスミウムにより染色されたPI 相とγ-Fe2O3−b-PSが導入されたPS相が明確に観察されたことから、PS相にγ-Fe 2 O 3−b-PSが選択的に導入されたPS/PIブレンドヤヌス粒子が得られたことが確認された。光学顕微鏡下でネオジム磁石の置く位置に依存して、微粒子の配向がどのように変化するかを観察したところ、ヤヌス粒子は磁場の方向に対して、ヤヌス微粒子の界面が垂直になるように配向し、前後左右どの方向にも明確な配向を示した。さらに、磁石を上下に動かすことにより、回転運動をさせることにも成功した。本研究により、無機磁性ナノ粒子をポリマーグラフトし、有機溶媒に可溶化した後、SORP 法によりヤヌス型の微粒子中に無機磁性ナノ粒子を導入する手法を確立することが出来た。本ポリマーグラフト手法は今回した磁性ナノ粒子（γ-Fe2 O3−b-PS）だけでなく、多様な無機ナ ─ 294 ─ −以下割愛−