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京大、光の色を変換するプラスチックの新メカニズムを発見 広範な産業分野への応用可

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京大、光の色を変換するプラスチックの新メカニズムを発見 広範な産業分野への応用可

京都大学は、光の色を変換するプラスチック(波長変換材の一種)の新メカニズムを発見したと発表した。本研究成果は、紫外光の変換や遮断などの産業技術開発への応用のみならず、蛍光剤の濃度調整による光伝搬の低雑音化や、紫外光の可視光への変換による作物栽培の効率向上等に貢献するものと期待されている。

従来、測定対象の光の波長とその光を受ける側(検出器や植物など)の感度のミスマッチを解決するため、光の波長を変換する素材の一種として蛍光剤を添加したプラスチックが開発されている。この種のプラスチックは、既に光伝搬用ファイバーから作物栽培用フィルムまで幅広い用途で利用されている。しかしながら、その色の変換メカニズムは、必ずしも十分に解明されていなかった。そのため、この分野での新たな素材開発や応用における革新は停滞しがちだった。

このような状況の中、同大学の研究チームは、ベース素材であるプラスチックに低濃度から高濃度の蛍光剤を添加することにより、ベース素材と蛍光剤間で濃度ごとに新たな混合状態が形成されることを示し、その状態により3つの段階で変換された光が放たれるという新しい「光の色の変換メカニズム」が存在することを発見した。さらに濃度の増加により変換できる色は、可視光領域を超えて紫外光領域まで著しく広がることを見出した。

本研究により光変換プラスチックにおける光の波長変換の新たなメカニズムが明らかにされたことから、このようなメカニズムを利用して目的に適した波長変換ができる素材の開発が可能になった。この結果、光技術産業、電子機器産業、素材産業、さらにはアグリ事業まで応用範囲が拡大することが期待される。

本研究成果は、8月26日(英国時間10時)に、英国科学誌Natureの姉妹誌「Scientific Reports」に掲載された。なお、本研究は独立行政法人放射線医学総合研究所、クラレの協力により行われた。

【参考】
京都大学 - 光の色を変換するプラスチックの新メカニズムを発見

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