アクリル酸（AA）、アクリルアミド（AM）を重合反応モノマーとして、キトサンクアテルナリー塩（QCS）を第二ネットワーク成分として用い、P(AA-co-AM)第一ネットワークとQCS第二ネットワークからなる二重ネットワークポリマー水ゲル膜を調製した。走査型電子顕微鏡（SEM）と万能引張試験機を用いて調製した水ゲル膜の表面形態および機械的特性を分析した。結果は、二重ネットワーク構造が乾燥過程における収縮および破損に対する耐性を効果的に強化し、ネットワーク間の相乗強化効果により水ゲルの破断靭性および引張強度が著しく向上することを示した。さらに、QCSの導入は過度の膨潤を効果的に抑制しつつ保水性を向上させることが示された。改良されたStöber法によりSiO2ナノ粒子を合成し、続いて垂直堆積法とテンプレートエッチング法により順次SiO2フォトニック結晶テンプレートおよび二重ネットワークフォトニック結晶水ゲル膜を作製した。本膜は伸長ひずみに応答して明確な構造色の変化を示した。反応系にフェニルホウ酸を導入して多重刺激応答特性を付与し、調製したフォトニック結晶水ゲル膜は構造色の変化により糖溶液の視覚的検出が可能であることが示された。優れた機械的特性および機械的力と糖に対する二重応答特性により、本研究で調製したフォトニック結晶水ゲルはウェアラブルデバイスや視覚的健康検査分野において大きな応用可能性を示している。

フォトニック結晶水ゲル;二重ネットワーク構造;ひずみ応答;糖応答