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特開2023-58928ゲル－ゲル複合体、アクチュエータ、ゲル－ゲル複合体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023058928
(43)【公開日】2023-04-26
(54)【発明の名称】ゲル－ゲル複合体、アクチュエータ、ゲル－ゲル複合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08J 5/00 20060101AFI20230419BHJP
B29C 65/02 20060101ALI20230419BHJP
B32B 27/30 20060101ALI20230419BHJP
【ＦＩ】
C08J5/00 CER
C08J5/00 CEZ
B29C65/02
B32B27/30 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021168731
(22)【出願日】2021-10-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】500132214
【氏名又は名称】学校法人明星学苑
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】樫村 吉晃
(72)【発明者】
【氏名】古川 一暁
【テーマコード（参考）】
4F071
4F100
4F211
【Ｆターム（参考）】
4F071AA26X
4F071AB08
4F071AC13A
4F071AC19A
4F071AD02
4F071AE09
4F071AE19A
4F071AG23
4F071AG34
4F071AG36
4F071AH17
4F071AH19
4F071BA02
4F071BB01
4F071BC01
4F071BC05
4F071BC07
4F071CA01
4F071CA02
4F071CD02
4F071CD07
4F100AB02B
4F100AK17A
4F100AK17B
4F100BA02
4F100EJ423
4F100EJ503
4F100JM10A
4F100JM10B
4F100JN01A
4F211AA16
4F211AB13
4F211AG01
4F211AH59
4F211TA01
4F211TC09
4F211TD07
4F211TN28
(57)【要約】
【課題】複数の物質の機能を発現することができるゲル－ゲル複合体を提供する。
【解決手段】本発明のゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２と、第１ゲル２とは組成が異なる第２ゲル３と、を含み、第１ゲル２と第２ゲル３が結合している。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２と、第１ゲル２とは組成が異なる第２ゲル３と、を含み、第１ゲル２と第２ゲル３が結合している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ゲルと、前記第１ゲルとは組成が異なる第２ゲルと、を含み、
前記第１ゲルと前記第２ゲルが結合している、ゲル－ゲル複合体。
前記第１ゲルと前記第２ゲルが結合している、ゲル－ゲル複合体。
【請求項2】
前記第１ゲルに含まれる分散質と前記第２ゲルに含まれる分散質は、互いに相溶性がある、請求項１に記載のゲル－ゲル複合体。
【請求項3】
前記第１ゲルと前記第２ゲルの双方は添加物を含み、
前記第１ゲルに含まれる添加物と前記第２ゲルに含まれる添加物は異なる、請求項１または２に記載のゲル－ゲル複合体。
前記第１ゲルに含まれる添加物と前記第２ゲルに含まれる添加物は異なる、請求項１または２に記載のゲル－ゲル複合体。
【請求項4】
前記第１ゲルに含まれる分散媒の沸点は前記第１ゲルの融点よりも高く、前記第２ゲルに含まれる分散媒の沸点は前記第２ゲルの融点よりも高い、請求項１～３のいずれか１項に記載のゲル－ゲル複合体。
【請求項5】
前記分散媒はイオン液体であり、前記分散質は高分子化合物である、請求項４に記載のゲル－ゲル複合体。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のゲル－ゲル複合体を備え、前記ゲル－ゲル複合体を水面、または液－液界面に配置することにより生じる回転運動を動力として用いる、アクチュエータ。
【請求項7】
請求項１～５のいずれか１項に記載のゲル－ゲル複合体の製造方法であって、
互いに組成の異なるゲルを第１ゲルと第２ゲルとを個別に作製する工程と、
前記第１ゲルと前記第２ゲルを溶着する工程と、を有するゲル－ゲル複合体の製造方法。
互いに組成の異なるゲルを第１ゲルと第２ゲルとを個別に作製する工程と、
前記第１ゲルと前記第２ゲルを溶着する工程と、を有するゲル－ゲル複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゲル－ゲル複合体、アクチュエータ、ゲル－ゲル複合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲルは、分散質と分散媒とからなる有形の物質であり、固体と液体の特徴を併せ持つ柔らかい物質である。ゲルは、日常、一般に存在するものである。例えば、食品の多くはゲルである。また、生体の構成物の多くはゲルである。これらのゲルでは、一般に、分散質としては高分子化合物が用いられ、分散媒としては水が用いられている。分散媒が水であるゲルは、ヒドロゲルと呼ばれる。食品において、分散媒が水であることは、食品が生命に対して無害であることを保証している。
【0003】
一方、分散媒が水ではないゲルも存在する。例えば、分散媒が有機溶剤であるゲルは、オルガノゲルと呼ばれる。また、分散媒がイオン液体であるゲルは、イオンゲルと呼ばれる。これらのゲルは、主に機能材料として使われる。例えば、オルガノゲルは、人の皮膚との親和性が良いため、化粧品類や経皮吸収型製剤として用いられる。また、オルガノゲルとしては、分子配向性を有するものがある。このような分子配向性を有するオルガノゲルは、光学フィルム等に用いられる（例えば、非特許文献１参照）。イオンゲルは、分散媒のイオン液体が不揮発性であり、かつイオン性を持つという特徴を活かして、固体電解質やデバイスにゲート電圧を印加する電子材料や、修復可能な乾かないゲルとして用いられる（例えば、非特許文献２参照）。
【0004】
このように、ゲルはそれ自体が様々な物性や機能を持つ。さらに、ゲルは、他の材料との複合化が容易であるという特徴を持つ。例えば、少量の色素や砂鉄等の添加物をゲル作製時に混合するにより、これらの物質が分散したゲルが得られる。ゲルが添加物の支持物質となることで、これらのゲルに、新たな機能を付加することが可能である。新たな機能としては、例えば、蛍光を示す機能、磁石から引力を受ける機能等が挙げられる。
【0005】
上述のように、ゲルは様々な物質との複合化が容易である。そのため、ゲルは、機能性材料として産業で広く用いられる。ここで、異種のゲルを接着する技術を加えることによって、これまでに実現できていないゲルとゲルとの複合体、すなわちゲル－ゲル複合体を作製することができる。これにより、ゲルの産業上の用途がさらに拡大する。ゲル－ゲル複合体を作製するためには、異種のゲルを接着する方法が求められている。
【0006】
しかしながら、一般に、異種のゲルを結合させることは非常に困難である。これまでに異種のゲルを接着する方法としては、いくつかの例が知られている。異種のゲルを接着するには、ゲルとゲルとの接着面に接着剤としての異種材料が必要なこと、その適用範囲がヒドロゲルに限定されること等、大きな制約があった（例えば、非特許文献３参照）。また、ヒドロゲルと比較して、電子・光機能性材料として有用なオルガノゲルやイオンゲルについては、その接着法が開発されていなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】“Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｆｉｂｒｉｌｌａｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｉｇｈｌｙ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ ｏｆ Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ ａｎｄ Ｐｙｒｅｎｅ Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ｂｙ Ｄｉａｌｋｙｌ Ｌ－Ｇｌｕｔａｍｉｎｅ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｅｄｉａ”Ｔ．Ｓａｇａｗａ，Ｓ．Ｆｕｋｕｇａｗａ，Ｔ．Ｙａｍａｄａ，Ｈ．Ｉｈａｒａ，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，１８，７２２３－７２２８（２００２）．
【非特許文献2】“Ｉｏｎ Ｇｅｌｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｉｎ Ｓｉｔｕ Ｒａｄｉｃａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｉｎｙｌ Ｍｏｎｏｍｅｒｓ ｉｎ ａｎ Ｉｏｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｓ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ”Ｍ．Ａ．Ｂ．Ｈ．Ｓｕｓａｎ，Ｔ．Ｋａｎｅｋｏ，Ａ．Ｎｏｄａ，Ｍ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ．１２７，４９７６－４９８３，（２００５）．
【非特許文献3】“Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｓ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ ｆｏｒ ｇｅｌｓ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｉｓｓｕｅｓ”Ｓ．Ｒｏｓｅ，Ａ．Ｐｒｅｖｏｔｅａｕ，Ｐ．Ｅｌｚｉｅｒｅ，Ｄ．Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ａ．Ｍａｒｃｅｌｌａｎ，Ｌ．Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｎａｔｕｒｅ ５０５，３８２－３８５（２０１４）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、複数の物質の機能を発現することができるゲル－ゲル複合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様に係るゲル－ゲル複合体は、第１ゲルと、前記第１ゲルとは組成が異なる第２ゲルと、を含み、前記第１ゲルと前記第２ゲルが結合している。
【0010】
本発明の一態様に係るアクチュエータは、本発明の一態様に係るゲル－ゲル複合体を備え、前記ゲル－ゲル複合体を水面、または液－液界面に配置することにより生じる回転運動を動力として用いる。
【0011】
本発明の一態様に係るゲル－ゲル複合体の製造方法は、本発明の一態様に係るゲル－ゲル複合体の製造方法であって、互いに組成の異なるゲルを第１ゲルと第２ゲルとを個別に作製する工程と、前記第１ゲルと前記第２ゲルを溶着する工程と、を有する。
【発明の効果】
【0012】
本発明により、複数の物質の機能を発現することができるゲル－ゲル複合体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体を構成するゲルを作製する工程を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図6】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図7】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図8】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図9】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図11】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図12】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図13】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図14】本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図15】実施例１において、ゲル－ゲル複合体を構成するゲルフィルムを作製する工程を示すブロック図である。
【図16】実施例１において、ゲル－ゲル複合体を構成するゲルフィルムを作製する工程を示すブロック図である。
【図17】実施例１において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図18】実施例１において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図19】実施例１のゲル－ゲル複合体を模式的に示す平面図である。
【図20】実施例１のゲル－ゲル複合体を模式的に示す平面図である。
【図21】実施例２において、ゲル－ゲル複合体を構成するゲルフィルムを作製する工程を示すブロック図である。
【図22】実施例２において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図23】実施例２において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図24】実施例２のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図25】実施例３において、ゲル－ゲル複合体の加工方法を模式的に示す平面図である。
【図26】実施例３のゲル－ゲル複合体を用いたアクチュエータ動作の制御方法を模式的に示す斜視図である。
【図27】実施例３のゲル－ゲル複合体を用いたアクチュエータ動作の制御方法を模式的に示す斜視図である。
【図28】実施例３のゲル－ゲル複合体を用いたアクチュエータ動作の制御方法を模式的に示す斜視図である。
【図29】実施例４において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図30】実施例４において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図31】実施例４のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図32】実施例４において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図33】実施例４のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図34】比較例において、ゲル－ゲル複合体の製造方法を模式的に示す斜視図である。
【図35】比較例のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図36】比較例のゲル－ゲル複合体の水面における回転運動の様子を模式的に示す斜視図である。
【図37】比較例のゲル－ゲル複合体の水面における回転運動の様子を模式的に示す正面図である。
【図38】実施例６のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図39】実施例６のゲル－ゲル複合体による回転運動速度の制御方法を模式的に示す正面図である。
【図40】実施例６のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図41】実施例６のゲル－ゲル複合体による回転運動速度の制御方法を模式的に示す正面図である。
【図42】実施例７のゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
【図43】実施例７のゲル－ゲル複合体によるクロロホルムと純水の界面における回転運動の制御方法を模式的に示す正面図である。
【図44】実施例７のゲル－ゲル複合体によるクロロホルムと純水の界面における回転運動の制御方法を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を適用した実施形態に係るゲル－ゲル複合体とその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0015】
［ゲル－ゲル複合体］
以下、本発明のゲル－ゲル複合体について、実施形態を示して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
以下、本発明のゲル－ゲル複合体について、実施形態を示して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0016】
図１は、本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態のゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２と、第１ゲル２とは組成が異なる第２ゲル３とが積層されたものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２と、第２ゲル３とが、それぞれの厚さ方向に積層され、結合しているものである。即ち、第１ゲル２と第２ゲル３とは、直接接して一体化されている。第１ゲル２と第２ゲル３は、それぞれの厚さ方向と垂直な面（表面）で互いに接している。
「組成が異なる」とは、ゲルの分散質が異なる形態、ゲルの分散媒が異なる形態、ゲルの分散質と分散媒の比が異なる形態、ゲルに含まれる添加物が異なる形態等、様々なゲルの差異の形態を指す。
図１に示すように、本実施形態のゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２と、第１ゲル２とは組成が異なる第２ゲル３とが積層されたものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２と、第２ゲル３とが、それぞれの厚さ方向に積層され、結合しているものである。即ち、第１ゲル２と第２ゲル３とは、直接接して一体化されている。第１ゲル２と第２ゲル３は、それぞれの厚さ方向と垂直な面（表面）で互いに接している。
「組成が異なる」とは、ゲルの分散質が異なる形態、ゲルの分散媒が異なる形態、ゲルの分散質と分散媒の比が異なる形態、ゲルに含まれる添加物が異なる形態等、様々なゲルの差異の形態を指す。
【0017】
第１ゲル２は、分散質と分散媒とからなる有形の物質であり、平面視にて長方形のフィルム状である。第２ゲル３は、分散質と分散媒とからなる有形の物質であり、平面視にて長方形のフィルム状である。
【0018】
第１ゲル２に含まれる分散質としては、特に限定されないが、高分子化合物が好ましい。高分子化合物としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－トリフルオロエチレン）や、下記式（１）で表されるポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）等が挙げられる。
【0019】
【化1】
【0020】
第２ゲル３に含まれる分散質は、第１ゲル２に含まれる分散質と同様である。
第１ゲル２に含まれる分散質と第２ゲル３に含まれる分散質とは、同一のものであってもよく、異種のものであってもよい。第１ゲル２と第２ゲル３の結合を強固にするためには、第１ゲル２に含まれる分散質と第２ゲル３に含まれる分散質は、互いに相溶性があることが好ましい。
第１ゲル２に含まれる分散質と第２ゲル３に含まれる分散質とは、同一のものであってもよく、異種のものであってもよい。第１ゲル２と第２ゲル３の結合を強固にするためには、第１ゲル２に含まれる分散質と第２ゲル３に含まれる分散質は、互いに相溶性があることが好ましい。
【0021】
第１ゲル２における分散質の含有量は、１０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。分散質の含有量が前記下限値以上であれば、第１ゲル２の形状が安定に保持される。分散質の含有量が前記上限値以下であれば、第１ゲル２は柔軟性に優れ、水面に配置すると自己推進力による運動を示す。
【0022】
第２ゲル３における分散質の含有量は、１０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。分散質の含有量が前記下限値以上であれば、第２ゲル３の形状が安定に保持される。分散質の含有量が前記上限値以下であれば、第２ゲル３は柔軟性に優れ、水面に配置すると自己推進力による運動を示す。
【0023】
第１ゲル２に含まれる分散媒の沸点は、第１ゲル２の融点より高いことが好ましい。第１ゲル２の融点は、５０℃～２５０℃が好ましく、７０℃～１５０℃がより好ましい。このような分散媒としては、特に限定されないが、例えば、水、液晶分子、コレステロール、イオン液体等が挙げられる。イオン液体としては、例えば、１－へキシル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（１－ｈｅｘｙｌ－３－ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ａｍｉｄｅ）、下記式（２）で表される１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（１－ｅｔｈｙｌ－３－ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ａｍｉｄｅ）等が挙げられる。
【0024】
【化2】
【0025】
第１ゲル２における分散媒の含有量は、３０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。分散媒の含有量が前記下限値以上であれば、第１ゲル２は柔軟性に優れる。分散媒の含有量が前記上限値以下であれば、第１ゲル２の形状が安定に保持される。
【0026】
また、第２ゲル３に含まれる分散媒の沸点は、第２ゲル３の融点より高いことが好ましい。第２ゲル３に含まれる分散媒は、第１ゲル２に含まれる分散媒と同様である。
第１ゲル２に含まれる分散媒と、第２ゲル３に含まれる分散媒とは、同一でもよいし、異種でもよい。
第２ゲル３における分散媒の含有量は、３０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。分散媒の含有量が前記下限値以上であれば、第２ゲル３は柔軟性に優れる。分散媒の含有量が前記上限値以下であれば、第２ゲル３の形状が安定に保持される。
第１ゲル２の融点と第２ゲル３の融点との差は、０℃～１００℃が好ましく、０℃～３０℃がより好ましい。
第１ゲル２に含まれる分散媒と、第２ゲル３に含まれる分散媒とは、同一でもよいし、異種でもよい。
第２ゲル３における分散媒の含有量は、３０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。分散媒の含有量が前記下限値以上であれば、第２ゲル３は柔軟性に優れる。分散媒の含有量が前記上限値以下であれば、第２ゲル３の形状が安定に保持される。
第１ゲル２の融点と第２ゲル３の融点との差は、０℃～１００℃が好ましく、０℃～３０℃がより好ましい。
【0027】
第１ゲル２と第２ゲル３の一方または双方は添加物を含んでいることが好ましい。また、第１ゲルに含まれる添加物と第２ゲルに含まれる添加物は、互いに異なることが好ましい。第１ゲルに含まれる添加物と第２ゲルに含まれる添加物が互いに異なることにより、複数の物質の機能を発現することができるゲル－ゲル複合体１とすることができる。
添加物としては、例えば、色素、砂鉄等が挙げられる。
添加物としては、例えば、色素、砂鉄等が挙げられる。
【0028】
第１ゲル２における添加物の含有量は、０．０１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。添加物の含有量が前記下限値以上であれば、第１ゲル２において、添加物による機能が発現する。添加物の含有量が前記上限値以下であれば、第１ゲル２の形状が安定に保持される。
【0029】
第２ゲル３における添加物の含有量は、０．０１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。添加物の含有量が前記下限値以上であれば、第２ゲル３において、添加物による機能が発現する。添加物の含有量が前記上限値以下であれば、第２ゲル３の形状が安定に保持される。
【0030】
ゲル－ゲル複合体１は、第１ゲル２の成分（分散質、分散媒、添加物）が、第２ゲル３に拡散して、第１ゲル２における第１ゲル２と第２ゲル３の結合面近傍の領域と、第２ゲル３における第１ゲル２と第２ゲル３の結合面近傍の領域とにおいて、第１ゲル２の成分の濃度勾配を有していてもよい。第１ゲル２の成分の濃度勾配を有する領域は、第１ゲル２と第２ゲル３の結合面から、その接合面と垂直な方向に、第１ゲル２側に１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることが好ましい。また、第１ゲル２の成分の濃度勾配を有する領域は、第１ゲル２と第２ゲル３の結合面から、その接合面と垂直な方向に、第２ゲル３側に１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることが好ましい。このように、第１ゲル２の成分の濃度勾配を有する領域を有することにより、ゲル－ゲル複合体１は、前記の領域にて局所的に第１ゲル２の成分と第２ゲル３の成分とに起因する機能を発現することができる。
【0031】
ゲル－ゲル複合体１は、第２ゲル３の成分（分散質、分散媒、添加物）が、第１ゲル２に拡散して、第１ゲル２における第１ゲル２と第２ゲル３の結合面近傍の領域と、第２ゲル３における第１ゲル２と第２ゲル３の結合面近傍の領域とにおいて、第１ゲル２の成分の濃度勾配を有していてもよい。第２ゲル３の成分の濃度勾配を有する領域は、第１ゲル２と第２ゲル３の結合面から、その接合面と垂直な方向に、第１ゲル２側に１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることが好ましい。また、第２ゲル３の成分の濃度勾配を有する領域は、第１ゲル２と第２ゲル３の結合面から、その接合面と垂直な方向に、第２ゲル３側に１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることが好ましい。このように、第１ゲル２の成分の濃度勾配を有する領域を有することにより、ゲル－ゲル複合体１は、前記の領域にて局所的に第１ゲル２の成分と第２ゲル３の成分とに起因する機能を発現することができる。
【0032】
本実施形態のゲル－ゲル複合体１は、組成の異なる第１ゲル２と第２ゲル３が結合しているため、第１ゲル２に含まれる物質の機能と第２ゲル３に含まれる物質の機能とを発現することができる。
【0033】
［ゲル－ゲル複合体の製造方法］
以下、本発明のゲル－ゲル複合体の製造方法について、実施形態を示して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の製造方法は、上述の実施形態のゲル－ゲル複合体を製造する方法であって、互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルとを個別に作製する工程（以下、「ゲル作製工程」と言う。）と、第１ゲルと第２ゲルを溶着する工程（以下、「ゲル溶着工程」と言う。）と、を有する。
以下、本発明のゲル－ゲル複合体の製造方法について、実施形態を示して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体の製造方法は、上述の実施形態のゲル－ゲル複合体を製造する方法であって、互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルとを個別に作製する工程（以下、「ゲル作製工程」と言う。）と、第１ゲルと第２ゲルを溶着する工程（以下、「ゲル溶着工程」と言う。）と、を有する。
【0034】
「ゲル作製工程」
ゲル作製工程では、図２に示すフローに従い、ゲル－ゲル複合体を構成する互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルを個別に作製する。
第１ゲルと第２ゲルの作製方法としては、公知の方法が用いられる。
例えば、任意の分散質を有機溶媒に溶解して、分散質を含む溶液を調製する。
次いで、この溶液に分散媒を加えて混合し、混合溶液を調製する。
さらに、混合溶液に必要に応じて任意の添加物を加えて、均一になるまで攪拌する。
次いで、添加物を含む混合溶液から有機溶媒を蒸発させて取り除くことにより、目的の添加物を含むゲルを得る。
ゲル作製工程では、図２に示すフローに従い、ゲル－ゲル複合体を構成する互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルを個別に作製する。
第１ゲルと第２ゲルの作製方法としては、公知の方法が用いられる。
例えば、任意の分散質を有機溶媒に溶解して、分散質を含む溶液を調製する。
次いで、この溶液に分散媒を加えて混合し、混合溶液を調製する。
さらに、混合溶液に必要に応じて任意の添加物を加えて、均一になるまで攪拌する。
次いで、添加物を含む混合溶液から有機溶媒を蒸発させて取り除くことにより、目的の添加物を含むゲルを得る。
【0035】
分散質としては、上記の第１ゲル２や第２ゲル３に含まれる分散質が用いられる。
分散媒としては、上記の第１ゲル２や第２ゲル３に含まれる分散媒が用いられる。
分散媒としては、上記の第１ゲル２や第２ゲル３に含まれる分散媒が用いられる。
【0036】
有機溶媒としては、上記の分散質と分散媒を溶解することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、アセトン、ヘキサン、トルエン、エタノール等が挙げられる。
【0037】
ゲル作製工程において、混合溶液をシャーレ等のガラス容器の底等に平面状に静置した後、混合溶液から有機溶媒を除去すれば、シート状（フィルム状）のゲルが得られる。また、混合溶液を任意の形状を有する成形用の型内に静置した後、混合溶液から有機溶媒を除去すれば、前記の型の内面形状と同一の外面形状を有するゲルが得られる。
【0038】
ゲル作製工程において、混合溶液から有機溶媒を高効率に除去するためには、混合溶液を真空下に配置して、適切な時間放置すればよい。上記の分散質と分散媒は蒸気圧が極めて低く、また、上記の添加物も蒸気圧が低いため、真空下でも蒸発しない。したがって、真空下にて、混合溶液から有機溶媒のみを除去することができる。
【0039】
ゲル－ゲル複合体を構成する第１ゲルと第２ゲル毎に、上記のゲル作製工程を適用して、第１ゲルと第２ゲルを個別に作製する。
【0040】
ゲル作製工程によって作製するゲルの組成は特に限定されないが、互いに結合可能なゲルの組み合わせは、それぞれのゲルを構成する分散質や分散媒の種類に依存する。
【0041】
「ゲル溶着工程」
ゲル接着工程では、ゲル作製工程で作製した、第１ゲルと第２ゲルを溶着する。これにより、互いに組成の異なるゲルを第１ゲルと第２ゲルが結合したゲル－ゲル複合体を得る。
ゲル接着工程では、ゲル作製工程で作製した、第１ゲルと第２ゲルを溶着する。これにより、互いに組成の異なるゲルを第１ゲルと第２ゲルが結合したゲル－ゲル複合体を得る。
【0042】
第１ゲルと第２ゲルを溶着するには、第１ゲルと第２ゲルを結合したい箇所で接触させて、第１ゲルと第２ゲルの接触箇所を加熱してゲルを溶融させた後、冷却する。
第１ゲルと第２ゲルを溶着する場合、上記の接触箇所の加熱温度は、第１ゲルに含まれる分散媒の沸点および第２ゲルに含まれる分散媒の沸点未満とする。また、加熱温度が前記の沸点未満であっても、第１ゲルと第２ゲルから必要以上に分散媒が蒸発しないように加熱時間を調節する。また、加熱によって、第１ゲルに含まれる分散質や第２ゲルに含まれる分散質が変性する場合、加熱温度を、その変性温度を超えないように調節する。例えば、分散媒として水を用いたヒドロゲルを溶着する場合、上記の接触箇所の加熱温度は１００℃以下とする。
第１ゲルと第２ゲルを溶着する場合、上記の接触箇所の加熱温度は、第１ゲルに含まれる分散媒の沸点および第２ゲルに含まれる分散媒の沸点未満とする。また、加熱温度が前記の沸点未満であっても、第１ゲルと第２ゲルから必要以上に分散媒が蒸発しないように加熱時間を調節する。また、加熱によって、第１ゲルに含まれる分散質や第２ゲルに含まれる分散質が変性する場合、加熱温度を、その変性温度を超えないように調節する。例えば、分散媒として水を用いたヒドロゲルを溶着する場合、上記の接触箇所の加熱温度は１００℃以下とする。
【0043】
本実施形態のゲル－ゲル複合体の製造方法によれば、互いに組成の異なるゲルを第１ゲルと第２ゲルとを個別に作製し、その後、第１ゲルと第２ゲルを溶着して一体化するため、それぞれのゲルに含まれる物質の機能を発現することができるゲル－ゲル複合体が得られる。
【0044】
本実施形態のゲル－ゲル複合体の製造方法において、第１ゲル２と第２ゲル３の溶着をより促進させることにより、第１ゲル２における第１ゲル２と第２ゲル３の結合面近傍の領域において、第１ゲル２の成分の濃度勾配を有するゲル－ゲル複合体が得られる。また、本実施形態のゲル－ゲル複合体の製造方法において、第１ゲル２と第２ゲル３の溶着をより促進させることにより、第２ゲル３における第１ゲル２と第２ゲル３の結合面近傍の領域において、第２ゲル３の成分の濃度勾配を有するゲル－ゲル複合体が得られる。
【0045】
本実施形態のゲル－ゲル複合体の製造方法によれば、分散質が同一の高分子化合物であり、分散媒が異種の液体である、互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルとが結合したゲル－ゲル複合体が得られる。
また、分散質として異種の疎水性高分子化合物を用い、分散媒として異種の液体を用いる場合、本実施形態のゲル－ゲル複合体の製造方法によれば、分散質が異種の疎水性高分子化合物であり、分散媒が異種の液体である、互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルとが結合したゲル－ゲル複合体が得られる。
また、分散質として異種の疎水性高分子化合物を用い、分散媒として異種の液体を用いる場合、本実施形態のゲル－ゲル複合体の製造方法によれば、分散質が異種の疎水性高分子化合物であり、分散媒が異種の液体である、互いに組成の異なる第１ゲルと第２ゲルとが結合したゲル－ゲル複合体が得られる。
【0046】
［アクチュエータ］
本発明の一実施形態に係るアクチュエータは、上述の本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体を備え、前記ゲル－ゲル複合体を水面、または液－液界面に配置することにより生じる回転運動を動力として用いるものである。
ゲル－ゲル複合体としては、例えば、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なものや、液－液界面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なものが挙げられる。
本発明の一実施形態に係るアクチュエータは、上述の本発明の一実施形態に係るゲル－ゲル複合体を備え、前記ゲル－ゲル複合体を水面、または液－液界面に配置することにより生じる回転運動を動力として用いるものである。
ゲル－ゲル複合体としては、例えば、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なものや、液－液界面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なものが挙げられる。
【0047】
水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なゲル－ゲル複合体は、複合体を構成するゲルの少なくとも一方が水面でアクチュエータ動作を示すゲルであることを特徴とする。
液－液界面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なゲル－ゲル複合体は、複合体を構成するゲルの少なくとも一方が液－液界面でアクチュエータ動作を示すゲルであることを特徴とする。
液－液界面で回転運動を示すアクチュエータ動作が可能なゲル－ゲル複合体は、複合体を構成するゲルの少なくとも一方が液－液界面でアクチュエータ動作を示すゲルであることを特徴とする。
【0048】
本実施形態のアクチュエータによれば、上述の実施形態に係るゲル－ゲル複合体を備え、ゲル－ゲル複合体を水面、または液－液界面に配置することにより生じる回転運動を動力として用いるため、外部からの動力を用いることなく、機械等を動作させることができる。
【0049】
［他の実施形態］
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。
【0050】
【0051】
「第１変形例」
図３に示す第１変形例のゲル－ゲル複合体１０は、第１ゲルフィルム１１と、第１ゲルフィルム１１とは組成が異なる第２ゲルフィルム１２とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体１０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム１１と、平面視長方形の第２ゲルフィルム１２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２は、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに接している。すなわち、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２は、ゲル－ゲル複合体１０の面方向に並んでいる。
第１ゲルフィルム１１、第２ゲルフィルム１２の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
図３に示す第１変形例のゲル－ゲル複合体１０は、第１ゲルフィルム１１と、第１ゲルフィルム１１とは組成が異なる第２ゲルフィルム１２とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体１０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム１１と、平面視長方形の第２ゲルフィルム１２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２は、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに接している。すなわち、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２は、ゲル－ゲル複合体１０の面方向に並んでいる。
第１ゲルフィルム１１、第２ゲルフィルム１２の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
【0052】
図４および図５を参照して、ゲル－ゲル複合体１０の製造方法を説明する。
上述のゲル作製工程に従って、厚さが等しい第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を作製する。
得られた第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２をそれぞれ、平面視長方形状に切り出す。
次に、図４に示すように、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２が、それぞれの側面で互いに接触するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、第１ゲル１１と第２ゲル１２を配置する。
次に、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置する。スペーサ３１としては、第１ゲルフィルム１１および第２ゲルフィルム１２と厚さが等しいものを用いる。
次に、図５に示すように、第１ゲルフィルム１１、第２ゲルフィルム１２およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置する。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２をクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を固定する。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を、電気炉内にて加熱する。電気炉で第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を加熱する温度は、それぞれのゲルフィルムが溶融する温度である。第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を加熱する時間は、それぞれのゲルフィルムが十分に溶融する時間である。
その後、電気炉から第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を取り出して、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を室温まで冷却する。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を剥がすと、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２が、それぞれの側面で互いに結合し、一体となったゲル－ゲル複合体１０が得られる。
上述のゲル作製工程に従って、厚さが等しい第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を作製する。
得られた第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２をそれぞれ、平面視長方形状に切り出す。
次に、図４に示すように、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２が、それぞれの側面で互いに接触するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、第１ゲル１１と第２ゲル１２を配置する。
次に、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置する。スペーサ３１としては、第１ゲルフィルム１１および第２ゲルフィルム１２と厚さが等しいものを用いる。
次に、図５に示すように、第１ゲルフィルム１１、第２ゲルフィルム１２およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置する。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２をクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を固定する。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を、電気炉内にて加熱する。電気炉で第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を加熱する温度は、それぞれのゲルフィルムが溶融する温度である。第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を加熱する時間は、それぞれのゲルフィルムが十分に溶融する時間である。
その後、電気炉から第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を取り出して、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を室温まで冷却する。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２を剥がすと、第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２が、それぞれの側面で互いに結合し、一体となったゲル－ゲル複合体１０が得られる。
【0053】
「第２変形例」
図６に示す第２変形例のゲル－ゲル複合体５０は、第１ゲルフィルム５１と、第１ゲルフィルム５１とは組成が異なる第２ゲルフィルム５２と、第１ゲルフィルム５１および第２ゲルフィルム５２とは組成が異なる第３ゲルフィルム５３とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体５０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム５１と、平面視長方形の第２ゲルフィルム５２と、平面視長方形の第３ゲルフィルム５３とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。第１ゲルフィルム５１と第２ゲルフィルム５２は、それぞれの側面で互いに結合している。第２ゲルフィルム５２と第３ゲルフィルム５３は、それぞれの側面で互いに結合している。すなわち、第１ゲルフィルム５１と第２ゲルフィルム５２と第３ゲルフィルム５３は、ゲル－ゲル複合体５０の面方向に並んでいる。
第１ゲルフィルム５１、第２ゲルフィルム５２、第３ゲルフィルム５３の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
図６に示す第２変形例のゲル－ゲル複合体５０は、第１ゲルフィルム５１と、第１ゲルフィルム５１とは組成が異なる第２ゲルフィルム５２と、第１ゲルフィルム５１および第２ゲルフィルム５２とは組成が異なる第３ゲルフィルム５３とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体５０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム５１と、平面視長方形の第２ゲルフィルム５２と、平面視長方形の第３ゲルフィルム５３とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。第１ゲルフィルム５１と第２ゲルフィルム５２は、それぞれの側面で互いに結合している。第２ゲルフィルム５２と第３ゲルフィルム５３は、それぞれの側面で互いに結合している。すなわち、第１ゲルフィルム５１と第２ゲルフィルム５２と第３ゲルフィルム５３は、ゲル－ゲル複合体５０の面方向に並んでいる。
第１ゲルフィルム５１、第２ゲルフィルム５２、第３ゲルフィルム５３の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
【0054】
「第３変形例」
図７に示す第３変形例のゲル－ゲル複合体６０は、第１ゲルフィルム６１と、第１ゲルフィルム６１とは組成が異なる第２ゲルフィルム６２と、第１ゲルフィルム６１および第２ゲルフィルム６２とは組成が異なる第３ゲルフィルム６３と、第１ゲルフィルム６１、第２ゲルフィルム６２および第３ゲルフィルム６３とは組成が異なる第４ゲルフィルム６４とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体６０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム６１と、平面視長方形の第２ゲルフィルム６２と、平面視長方形の第３ゲルフィルム６３と、平面視長方形の第４ゲルフィルム６４とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。第１ゲルフィルム６１と、第２ゲルフィルム６２および第４ゲルフィルム６４とは、それぞれの側面で互いに結合している。第２ゲルフィルム６２と、第１ゲルフィルム６１および第３ゲルフィルム６３とは、それぞれの側面で互いに結合している。第３ゲルフィルム６３と、第２ゲルフィルム６２および第４ゲルフィルム６４とは、それぞれの側面で互いに結合している。第４ゲルフィルム６４と、第１ゲルフィルム６１および第３ゲルフィルム６３とは、それぞれの側面で互いに結合している。すなわち、第１ゲルフィルム６１と第２ゲルフィルム６２と第３ゲルフィルム６３と第４ゲルフィルム６４は、ゲル－ゲル複合体６０の面方向に並んでいる。
第１ゲルフィルム６１、第２ゲルフィルム６２、第３ゲルフィルム６３、第４ゲルフィルム６４の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
図７に示す第３変形例のゲル－ゲル複合体６０は、第１ゲルフィルム６１と、第１ゲルフィルム６１とは組成が異なる第２ゲルフィルム６２と、第１ゲルフィルム６１および第２ゲルフィルム６２とは組成が異なる第３ゲルフィルム６３と、第１ゲルフィルム６１、第２ゲルフィルム６２および第３ゲルフィルム６３とは組成が異なる第４ゲルフィルム６４とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体６０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム６１と、平面視長方形の第２ゲルフィルム６２と、平面視長方形の第３ゲルフィルム６３と、平面視長方形の第４ゲルフィルム６４とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。第１ゲルフィルム６１と、第２ゲルフィルム６２および第４ゲルフィルム６４とは、それぞれの側面で互いに結合している。第２ゲルフィルム６２と、第１ゲルフィルム６１および第３ゲルフィルム６３とは、それぞれの側面で互いに結合している。第３ゲルフィルム６３と、第２ゲルフィルム６２および第４ゲルフィルム６４とは、それぞれの側面で互いに結合している。第４ゲルフィルム６４と、第１ゲルフィルム６１および第３ゲルフィルム６３とは、それぞれの側面で互いに結合している。すなわち、第１ゲルフィルム６１と第２ゲルフィルム６２と第３ゲルフィルム６３と第４ゲルフィルム６４は、ゲル－ゲル複合体６０の面方向に並んでいる。
第１ゲルフィルム６１、第２ゲルフィルム６２、第３ゲルフィルム６３、第４ゲルフィルム６４の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
【0055】
「第４変形例」
図８に示す第４変形例のゲル－ゲル複合体７０は、第１ゲルフィルム７１と、第１ゲルフィルム７１とは組成が異なる第２ゲルフィルム７２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体７０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム７１の中央部を厚さ方向に円形にくり抜いて穴を形成し、その穴に平面視円形の第２ゲルフィルム７２を埋め込んで、第１ゲルフィルム７１と、第２ゲルフィルム７２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。なお、平面視において、第１ゲルフィルム７１に対する第２ゲルフィルム７２の配置は特に限定されず、第１ゲルフィルム７１の表面（上面）の任意の位置に、第２ゲルフィルム７２を配置することができる。
第１ゲルフィルム７１、第２ゲルフィルム７２の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
図８に示す第４変形例のゲル－ゲル複合体７０は、第１ゲルフィルム７１と、第１ゲルフィルム７１とは組成が異なる第２ゲルフィルム７２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体７０は、平面視長方形の第１ゲルフィルム７１の中央部を厚さ方向に円形にくり抜いて穴を形成し、その穴に平面視円形の第２ゲルフィルム７２を埋め込んで、第１ゲルフィルム７１と、第２ゲルフィルム７２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。なお、平面視において、第１ゲルフィルム７１に対する第２ゲルフィルム７２の配置は特に限定されず、第１ゲルフィルム７１の表面（上面）の任意の位置に、第２ゲルフィルム７２を配置することができる。
第１ゲルフィルム７１、第２ゲルフィルム７２の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
【0056】
「第５変形例」
図９に示す第５変形例のゲル－ゲル複合体８０は、第１ゲルフィルム８１と、第１ゲルフィルム８１とは組成が異なる第２ゲルフィルム８２とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体８０は、平面視半円形の第１ゲルフィルム８１と、平面視半円形の第２ゲルフィルム８２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。より詳細には、第１ゲルフィルム８１と第２ゲルフィルム８２は、それぞれの半円の直径となる側面で互いに接している。
第１ゲルフィルム８１、第２ゲルフィルム８２の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
図９に示す第５変形例のゲル－ゲル複合体８０は、第１ゲルフィルム８１と、第１ゲルフィルム８１とは組成が異なる第２ゲルフィルム８２とが結合したものである。言い換えれば、ゲル－ゲル複合体８０は、平面視半円形の第１ゲルフィルム８１と、平面視半円形の第２ゲルフィルム８２とが、それぞれの厚さ方向に沿う面（側面）で互いに結合し、一体となったものである。より詳細には、第１ゲルフィルム８１と第２ゲルフィルム８２は、それぞれの半円の直径となる側面で互いに接している。
第１ゲルフィルム８１、第２ゲルフィルム８２の構成は、上記の第１ゲル２、第２ゲル３の構成と同様である。
【0057】
「第６変形例」
図１０に示す第６変形例のゲル－ゲル複合体９０は、図１に示すゲル－ゲル複合体１を、その長さ方向または幅方向にて円環状に湾曲させて、一方の端面と他方の端面を結合したものである。一方の端面と他方の端面は、ゲル－ゲル複合体１の厚さ方向に沿う面（側面）である。
図１０に示す第６変形例のゲル－ゲル複合体９０は、図１に示すゲル－ゲル複合体１を、その長さ方向または幅方向にて円環状に湾曲させて、一方の端面と他方の端面を結合したものである。一方の端面と他方の端面は、ゲル－ゲル複合体１の厚さ方向に沿う面（側面）である。
【0058】
「第７変形例」
図１１に示す第７変形例のゲル－ゲル複合体１００は、図３に示すゲル－ゲル複合体１０を、その長さ方向にて円環状に湾曲させて、一方の端面と他方の端面を結合したものである。一方の端面と他方の端面は、ゲル－ゲル複合体１０の厚さ方向に沿う面（側面）である。
図１１に示す第７変形例のゲル－ゲル複合体１００は、図３に示すゲル－ゲル複合体１０を、その長さ方向にて円環状に湾曲させて、一方の端面と他方の端面を結合したものである。一方の端面と他方の端面は、ゲル－ゲル複合体１０の厚さ方向に沿う面（側面）である。
【0059】
「第８変形例」
図１２に示す第８変形例のゲル－ゲル複合体１１０は、図３に示すゲル－ゲル複合体１０を、その幅方向（第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２の配列する方向）にて円環状に湾曲させて、第１ゲルフィルム１１の端面と第２ゲルフィルム１２の端面を結合したものである。第１ゲルフィルム１１の端面と第２ゲルフィルム１２の端面は、ゲル－ゲル複合体１０の厚さ方向に沿う面（側面）である。
図１２に示す第８変形例のゲル－ゲル複合体１１０は、図３に示すゲル－ゲル複合体１０を、その幅方向（第１ゲルフィルム１１と第２ゲルフィルム１２の配列する方向）にて円環状に湾曲させて、第１ゲルフィルム１１の端面と第２ゲルフィルム１２の端面を結合したものである。第１ゲルフィルム１１の端面と第２ゲルフィルム１２の端面は、ゲル－ゲル複合体１０の厚さ方向に沿う面（側面）である。
【0060】
「第９変形例」
図１３に示す第９変形例のゲル－ゲル複合体１２０は、図６に示すゲル－ゲル複合体５０を、その幅方向（第１ゲルフィルム５１と第２ゲルフィルム５２と第３ゲルフィルム５３の配列する方向）にて円環状に湾曲させて、第１ゲルフィルム５１の端面と第３ゲルフィルム５３の端面を結合したものである。第１ゲルフィルム５１の端面と第３ゲルフィルム５３の端面は、ゲル－ゲル複合体５０の厚さ方向に沿う面（側面）である。
図１３に示す第９変形例のゲル－ゲル複合体１２０は、図６に示すゲル－ゲル複合体５０を、その幅方向（第１ゲルフィルム５１と第２ゲルフィルム５２と第３ゲルフィルム５３の配列する方向）にて円環状に湾曲させて、第１ゲルフィルム５１の端面と第３ゲルフィルム５３の端面を結合したものである。第１ゲルフィルム５１の端面と第３ゲルフィルム５３の端面は、ゲル－ゲル複合体５０の厚さ方向に沿う面（側面）である。
【0061】
「第１０変形例」
図１４に示す第１０変形例のゲル－ゲル複合体１３０は、図１に示すゲル－ゲル複合体１を一定の長さの帯状に切り取り、その長さ方向に円環状に湾曲させるとともに、長さ方向と垂直な幅方向に１８０°捻って、端面を接触させて結合した、メビウスリング型のゲル－ゲル複合体である。
図１４に示す第１０変形例のゲル－ゲル複合体１３０は、図１に示すゲル－ゲル複合体１を一定の長さの帯状に切り取り、その長さ方向に円環状に湾曲させるとともに、長さ方向と垂直な幅方向に１８０°捻って、端面を接触させて結合した、メビウスリング型のゲル－ゲル複合体である。
【0062】
【実施例0063】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0064】
［実施例１］
「ゲル－ゲル複合体の作製」
（第１ゲルフィルムの作製）
分散質（高分子化合物）として、ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）を用いた。分散媒（イオン液体）として、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドを用いた。１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドの沸点は２００℃以上である。
図１５に示すフローに従い、第１ゲルを作製した。
ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）（数平均分子量１３００００ｇｍｏｌ－１、重量平均分子量４０００００ｇｍｏｌ－１、シグマアルドリッチジャパン社製）１ｇをアセトン７ｇに溶解して、溶液を調製した。
次に、この溶液に１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド４ｇを加えて混合し、混合溶液（以下、「溶液Ａ」と言う。）を調製した。
次に、溶液Ａ０．８ｇを円筒ガラス容器に採取し、円筒ガラス容器を密封することなく室温に放置し、溶液Ａに含まれるアセトンを蒸発させた。
その後、この円筒ガラス容器を真空下に１晩配置して、溶液Ａに残存するアセトンを除去した。
これらの操作により、円筒ガラス容器の底面に、円形状の透明なゲルフィルム（質量０．３２ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
得られたゲルフィルムをガラス板上にとり、ナイフで切断することにより、幅８ｍｍの帯状に加工した（以下、「第１ゲルフィルム」と言う。）。得られた第１ゲルフィルムの融点は、１３０℃程度であった。
「ゲル－ゲル複合体の作製」
（第１ゲルフィルムの作製）
分散質（高分子化合物）として、ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）を用いた。分散媒（イオン液体）として、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドを用いた。１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドの沸点は２００℃以上である。
図１５に示すフローに従い、第１ゲルを作製した。
ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）（数平均分子量１３００００ｇｍｏｌ－１、重量平均分子量４０００００ｇｍｏｌ－１、シグマアルドリッチジャパン社製）１ｇをアセトン７ｇに溶解して、溶液を調製した。
次に、この溶液に１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド４ｇを加えて混合し、混合溶液（以下、「溶液Ａ」と言う。）を調製した。
次に、溶液Ａ０．８ｇを円筒ガラス容器に採取し、円筒ガラス容器を密封することなく室温に放置し、溶液Ａに含まれるアセトンを蒸発させた。
その後、この円筒ガラス容器を真空下に１晩配置して、溶液Ａに残存するアセトンを除去した。
これらの操作により、円筒ガラス容器の底面に、円形状の透明なゲルフィルム（質量０．３２ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
得られたゲルフィルムをガラス板上にとり、ナイフで切断することにより、幅８ｍｍの帯状に加工した（以下、「第１ゲルフィルム」と言う。）。得られた第１ゲルフィルムの融点は、１３０℃程度であった。
【0065】
（第２ゲルフィルムの作製）
図１６に示すフローに従い、第２ゲルフィルムを作製した。
第１ゲルフィルムの作製と同様の方法で調製した溶液Ａに、砂鉄０．５ｇを加えて、均一になるまで攪拌した。
次に、砂鉄を含む溶液Ａ０．８ｇを円筒ガラス容器に採取し、円筒ガラス容器を密封することなく室温に放置し、溶液Ａに含まれるアセトンを蒸発させた。
その後、この円筒ガラス容器を真空下に１晩配置して、溶液Ａに残存するアセトンを除去した。
これらの操作により、円筒ガラス容器の底面に、円形状の黒色のゲルフィルム（質量０．３２ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
得られたゲルフィルムをガラス板上にとり、ナイフで切断することにより、幅８ｍｍの帯状に加工した（以下、「第２ゲルフィルム」と言う。）。得られた第２ゲルフィルムの融点は、１３０℃程度であった。
図１６に示すフローに従い、第２ゲルフィルムを作製した。
第１ゲルフィルムの作製と同様の方法で調製した溶液Ａに、砂鉄０．５ｇを加えて、均一になるまで攪拌した。
次に、砂鉄を含む溶液Ａ０．８ｇを円筒ガラス容器に採取し、円筒ガラス容器を密封することなく室温に放置し、溶液Ａに含まれるアセトンを蒸発させた。
その後、この円筒ガラス容器を真空下に１晩配置して、溶液Ａに残存するアセトンを除去した。
これらの操作により、円筒ガラス容器の底面に、円形状の黒色のゲルフィルム（質量０．３２ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
得られたゲルフィルムをガラス板上にとり、ナイフで切断することにより、幅８ｍｍの帯状に加工した（以下、「第２ゲルフィルム」と言う。）。得られた第２ゲルフィルムの融点は、１３０℃程度であった。
【0066】
（ゲル－ゲル複合体の作製１）
図１７および図１８を参照して、ゲル－ゲル複合体の製造方法を説明する。
第１ゲルフィルム１４１として、上記のようにして作製した第１ゲルフィルムを用いた。第２ゲルフィルム１４２として、上記のようにして作製した第２ゲルフィルムを用いた。
図１７に示すように、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２が、それぞれの側面で互いに接触するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を配置した。すなわち、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を、第１ガラス板２１の一方の面２１ａの面方向に並べた。
次に、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置した。スペーサ３１としては、厚さ０．４ｍｍのステンレス製のものを用いた。
次に、図１８に示すように、第１ゲルフィルム１４１、第２ゲルフィルム１４２およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置した。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２を金属製のクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を固定した。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて１０分間加熱した。
その後、電気炉から第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を取り出して、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を室温まで冷却した。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を剥がすと、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２が、それぞれの側面で互いに結合し、一体となった、図１９に示すゲル－ゲル複合体１４０Ａが得られた。得られたゲル－ゲル複合体１４０Ａは、平面視にて長楕円形状であった。ゲル－ゲル複合体１４０Ａは、半分が透明（第１ゲルフィルム１４１）であり、もう半分が黒色（第２ゲルフィルム１４２）のフィルム状であった。ゲル－ゲル複合体１４０Ａは、幅が約１６ｍｍ、厚さが約０．４ｍｍであった。第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を接触させた部分は完全に結合しており、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の接触部位において、第１ゲルフィルム１４１の成分と第２ゲルフィルム１４２の成分とはほぼ混合することなく分離していた。
図１７および図１８を参照して、ゲル－ゲル複合体の製造方法を説明する。
第１ゲルフィルム１４１として、上記のようにして作製した第１ゲルフィルムを用いた。第２ゲルフィルム１４２として、上記のようにして作製した第２ゲルフィルムを用いた。
図１７に示すように、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２が、それぞれの側面で互いに接触するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を配置した。すなわち、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を、第１ガラス板２１の一方の面２１ａの面方向に並べた。
次に、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置した。スペーサ３１としては、厚さ０．４ｍｍのステンレス製のものを用いた。
次に、図１８に示すように、第１ゲルフィルム１４１、第２ゲルフィルム１４２およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置した。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２を金属製のクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を固定した。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて１０分間加熱した。
その後、電気炉から第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を取り出して、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を室温まで冷却した。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を剥がすと、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２が、それぞれの側面で互いに結合し、一体となった、図１９に示すゲル－ゲル複合体１４０Ａが得られた。得られたゲル－ゲル複合体１４０Ａは、平面視にて長楕円形状であった。ゲル－ゲル複合体１４０Ａは、半分が透明（第１ゲルフィルム１４１）であり、もう半分が黒色（第２ゲルフィルム１４２）のフィルム状であった。ゲル－ゲル複合体１４０Ａは、幅が約１６ｍｍ、厚さが約０．４ｍｍであった。第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を接触させた部分は完全に結合しており、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の接触部位において、第１ゲルフィルム１４１の成分と第２ゲルフィルム１４２の成分とはほぼ混合することなく分離していた。
【0067】
（ゲル－ゲル複合体の作製２）
並列に配置した第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて６０分間加熱したこと以外は、ゲル－ゲル複合体の作製１と同様にして、ゲル－ゲル複合体１４０Ｂを作製した。
得られたゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、図２０に示すように、平面視にて長楕円形状であった。また、ゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、長さ方向に沿う一方の端部（第１ゲルフィルム１４１側の端部）が透明であり、長さ方向に沿う他方の端部（第２ゲルフィルム１４２側の端部）が黒色のフィルム状であった。ゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、幅が約１６ｍｍ、厚さが約０．４ｍｍであった。第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を接触させた部分は完全に結合していた。ゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の接触部位において、第１ゲルフィルム１４１の成分と第２ゲルフィルム１４２の成分とが混合し、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の結合面近傍の領域にて、砂鉄の濃度勾配を有していた。
並列に配置した第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて６０分間加熱したこと以外は、ゲル－ゲル複合体の作製１と同様にして、ゲル－ゲル複合体１４０Ｂを作製した。
得られたゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、図２０に示すように、平面視にて長楕円形状であった。また、ゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、長さ方向に沿う一方の端部（第１ゲルフィルム１４１側の端部）が透明であり、長さ方向に沿う他方の端部（第２ゲルフィルム１４２側の端部）が黒色のフィルム状であった。ゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、幅が約１６ｍｍ、厚さが約０．４ｍｍであった。第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２を接触させた部分は完全に結合していた。ゲル－ゲル複合体１４０Ｂは、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の接触部位において、第１ゲルフィルム１４１の成分と第２ゲルフィルム１４２の成分とが混合し、第１ゲルフィルム１４１と第２ゲルフィルム１４２の結合面近傍の領域にて、砂鉄の濃度勾配を有していた。
【0068】
［実施例２］
「着色ゲルの作製」
図２１に示すフローに従い、白色ゲルを作製した。
フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体［ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）、数平均分子量１３００００ｇｍｏｌ－１、重量平均分子量４０００００ｇｍｏｌ－１、シグマアルドリッチジャパン社製］１ｇをアセトン７ｇに溶解して、溶液を調製した。
次に、この溶液に１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド４ｇを加えて混合し、混合溶液を調製した。
次に、この混合溶液に水、有機溶媒、イオン液体に不溶の白色顔料０．２ｇを加え、白色顔料が混合溶液中に均一に分散するまで攪拌した。
次に、この混合溶液０．８ｇを円筒ガラス容器に採取し、円筒ガラス容器を密封することなく室温に放置し、混合溶液に含まれるアセトンを蒸発させた。
その後、この円筒ガラス容器を真空下に１晩配置して、混合溶液に残存するアセトンを除去した。
これらの操作により、円筒ガラス容器の底面に、円形状の白色ゲルフィルム（質量０．３３ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
上記白色ゲルフィルムの作製方法において、白色顔料の代わりに青色顔料を用いて、円形状の青色ゲルフィルム（質量０．３３ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
「着色ゲルの作製」
図２１に示すフローに従い、白色ゲルを作製した。
フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体［ポリ（ビニリデンフルオリド－コ－ヘキサフルオロプロピレン）、数平均分子量１３００００ｇｍｏｌ－１、重量平均分子量４０００００ｇｍｏｌ－１、シグマアルドリッチジャパン社製］１ｇをアセトン７ｇに溶解して、溶液を調製した。
次に、この溶液に１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド４ｇを加えて混合し、混合溶液を調製した。
次に、この混合溶液に水、有機溶媒、イオン液体に不溶の白色顔料０．２ｇを加え、白色顔料が混合溶液中に均一に分散するまで攪拌した。
次に、この混合溶液０．８ｇを円筒ガラス容器に採取し、円筒ガラス容器を密封することなく室温に放置し、混合溶液に含まれるアセトンを蒸発させた。
その後、この円筒ガラス容器を真空下に１晩配置して、混合溶液に残存するアセトンを除去した。
これらの操作により、円筒ガラス容器の底面に、円形状の白色ゲルフィルム（質量０．３３ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
上記白色ゲルフィルムの作製方法において、白色顔料の代わりに青色顔料を用いて、円形状の青色ゲルフィルム（質量０．３３ｇ、厚さ約０．４ｍｍ）を得た。
【0069】
図２２および図２３を参照して、ゲル－ゲル複合体１５０の製造方法を説明する。
得られた白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２とをそれぞれ、平面視にて一辺の長さが３０ｍｍの正方形状に切り出した。
次に、図２２に示すように、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２が、それぞれの厚さ方向と垂直な面（表面）で互いに接するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を、それぞれの厚さ方向に積層して、配置した。
次に、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置した。スペーサ３１としては、厚さ約０．８ｍｍのものを用いた。
次に、図２３に示すように、白色ゲルフィルム１５１、青色ゲルフィルム１５２およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置した。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２を金属製のクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を固定した。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて１０分間加熱した。
その後、電気炉から白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を取り出して、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を室温まで冷却した。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を剥がすと、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２が、それぞれの厚さ方向と垂直な面で互いに結合して、一体となった、図２４に示すゲル－ゲル複合体１５０を得た。得られたゲル－ゲル複合体１５０は、一方の面が白色で、他方の面が青色のフィルム状であった。ゲル－ゲル複合体１５０は、厚さが約０．８ｍｍ、一辺の長さが３０ｍｍの正方形状であった。
得られた白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２とをそれぞれ、平面視にて一辺の長さが３０ｍｍの正方形状に切り出した。
次に、図２２に示すように、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２が、それぞれの厚さ方向と垂直な面（表面）で互いに接するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を、それぞれの厚さ方向に積層して、配置した。
次に、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置した。スペーサ３１としては、厚さ約０．８ｍｍのものを用いた。
次に、図２３に示すように、白色ゲルフィルム１５１、青色ゲルフィルム１５２およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置した。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２を金属製のクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を固定した。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて１０分間加熱した。
その後、電気炉から白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を取り出して、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を室温まで冷却した。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２を剥がすと、白色ゲルフィルム１５１と青色ゲルフィルム１５２が、それぞれの厚さ方向と垂直な面で互いに結合して、一体となった、図２４に示すゲル－ゲル複合体１５０を得た。得られたゲル－ゲル複合体１５０は、一方の面が白色で、他方の面が青色のフィルム状であった。ゲル－ゲル複合体１５０は、厚さが約０．８ｍｍ、一辺の長さが３０ｍｍの正方形状であった。
【0070】
［実施例３］
実施例１で得られたゲル－ゲル複合体１４０Ａを、図２５に示すように、長さ８ｍｍ、幅３ｍｍの短冊状のゲル－ゲル複合体１４０Ｃに切断加工した。この時、図２５に示すように、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃの長さ方向において、５ｍｍがゲル、３ｍｍが砂鉄含有ゲルとなるように切断した。このゲル－ゲル複合体１４０Ｃの中心に、ポンチにより直径１．５ｍｍの穴１４１を開けた。
図２６に示すように、直径５ｃｍのガラスシャーレ１６０を用意し、その中心に直径０．８ｍｍの洋白線（回転軸）１７０をガラスシャーレ１６０の底面と垂直に固定した。このガラスシャーレ１６０に純水１８０を１０ｍＬ注入し、ガラスシャーレ１６０の近傍に電磁石１９０を配置した。
電磁石１９０に電流を流さない状態で、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃの中心に開けた穴１４１に洋白線１７０を挿通して、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃを水面に静かに配置すると、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは水面に浮かんだ。その直後より、図２７に示すように、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは洋白線１７０を軸とした回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に５回転であった。ここで、電磁石１９０に電流を流して磁場を印加すると、図２８に示すように、回転しているゲル－ゲル複合体１４０Ｃの砂鉄を含む領域は磁場が加えられた方向に引力を受け、その方向に向かった状態で静止した。電磁石１９０に電流を流すのを止めて磁場をゼロに戻すと、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは再び水面で回転運動を始めた。ゲル－ゲル複合体１４０Ｃについて、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作と、磁場によるアクチュエータ動作の制御とが確認された。
ここで、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃの回転運動について説明する。ゲル－ゲル複合体１４０Ｃが水面に置かれると、ゲルの内部に含まれるイオン液体は水面および水中に溶出する。イオン液体が溶出した水面では表面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが表面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは長方形状であり、中心が軸に固定されていることから、この力により回転運動が生じる。
実施例１で得られたゲル－ゲル複合体１４０Ａを、図２５に示すように、長さ８ｍｍ、幅３ｍｍの短冊状のゲル－ゲル複合体１４０Ｃに切断加工した。この時、図２５に示すように、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃの長さ方向において、５ｍｍがゲル、３ｍｍが砂鉄含有ゲルとなるように切断した。このゲル－ゲル複合体１４０Ｃの中心に、ポンチにより直径１．５ｍｍの穴１４１を開けた。
図２６に示すように、直径５ｃｍのガラスシャーレ１６０を用意し、その中心に直径０．８ｍｍの洋白線（回転軸）１７０をガラスシャーレ１６０の底面と垂直に固定した。このガラスシャーレ１６０に純水１８０を１０ｍＬ注入し、ガラスシャーレ１６０の近傍に電磁石１９０を配置した。
電磁石１９０に電流を流さない状態で、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃの中心に開けた穴１４１に洋白線１７０を挿通して、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃを水面に静かに配置すると、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは水面に浮かんだ。その直後より、図２７に示すように、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは洋白線１７０を軸とした回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に５回転であった。ここで、電磁石１９０に電流を流して磁場を印加すると、図２８に示すように、回転しているゲル－ゲル複合体１４０Ｃの砂鉄を含む領域は磁場が加えられた方向に引力を受け、その方向に向かった状態で静止した。電磁石１９０に電流を流すのを止めて磁場をゼロに戻すと、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは再び水面で回転運動を始めた。ゲル－ゲル複合体１４０Ｃについて、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作と、磁場によるアクチュエータ動作の制御とが確認された。
ここで、ゲル－ゲル複合体１４０Ｃの回転運動について説明する。ゲル－ゲル複合体１４０Ｃが水面に置かれると、ゲルの内部に含まれるイオン液体は水面および水中に溶出する。イオン液体が溶出した水面では表面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが表面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。ゲル－ゲル複合体１４０Ｃは長方形状であり、中心が軸に固定されていることから、この力により回転運動が生じる。
【0071】
［実施例４］
「ゲル－ゲル複合体の３次元リング構造」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに青色顔料を用いて、青色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに赤色顔料を用いて、赤色ゲルフィルムを作製した。
得られた白色ゲルフィルム、青色ゲルフィルムおよび赤色ゲルフィルムをそれぞれ、長さ８ｍｍ、幅３ｍｍの短冊状に切断加工した。
「ゲル－ゲル複合体の３次元リング構造」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに青色顔料を用いて、青色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに赤色顔料を用いて、赤色ゲルフィルムを作製した。
得られた白色ゲルフィルム、青色ゲルフィルムおよび赤色ゲルフィルムをそれぞれ、長さ８ｍｍ、幅３ｍｍの短冊状に切断加工した。
【0072】
図２９および図３０を参照して、ゲル－ゲル複合体の製造方法を説明する。
図２９に示すように、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２が、それぞれの長さ方向の端面（側面）で互いに接し、さらに、白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３が、それぞれの長さ方向の端面（側面）で互いに接するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を配置した。
次に、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置した。スペーサ３１としては、厚さ０．４ｍｍのステンレス製のものを用いた。
次に、図３０に示すように、青色ゲルフィルム２０１、白色ゲルフィルム２０２、赤色ゲルフィルム２０３およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置した。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２を金属製のクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を固定した。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の第１ゲル２１と第２ゲル２２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて１０分間加熱した。
その後、電気炉から青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を取り出して、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を室温まで冷却した。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を剥がすと、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３が、それぞれの側面で互いに結合して、一体となった、図３１に示すゲル－ゲル複合体２００Ａが得られた。得られたゲル－ゲル複合体２００Ａは、長さが２５ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが０．４ｍｍのリボン状であった。
続いて、図３２に示すように、リボン状のゲル－ゲル複合体２００Ａを、内径８ｍｍのアルミニウム製の円筒２１０の内側面２１０ａに、青色ゲルフィルム２０１の長さ方向の端面と赤色ゲルフィルム２０３の長さ方向の端面とが接してリング状になるように配置した。
円筒２１０とともにゲル－ゲル複合体２００Ａを、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて３分間加熱した。
その後、電気炉から円筒２１０とゲル－ゲル複合体２００Ａを取り出して、円筒２１０とゲル－ゲル複合体２００Ａを室温まで冷却した。
室温にて、円筒２１０からゲル－ゲル複合体２００Ａを取り出した。
これにより、図３３に示すように、青色－白色－赤色の３つの領域を持ち、ゲル－ゲル複合体２００Ａの両端面（青色ゲルフィルム２０１の長さ方向の端面と赤色ゲルフィルム２０３の長さ方向の端面）が結合した、幅３ｍｍのリング状のゲル－ゲル複合体２００Ｂを得た。
図２９に示すように、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２が、それぞれの長さ方向の端面（側面）で互いに接し、さらに、白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３が、それぞれの長さ方向の端面（側面）で互いに接するように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａに、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を配置した。
次に、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３の長さ方向に沿うように、第１ガラス板２１の一方の面２１ａにおける互いに向き合う縁部のそれぞれに、スペーサ３１を配置した。スペーサ３１としては、厚さ０．４ｍｍのステンレス製のものを用いた。
次に、図３０に示すように、青色ゲルフィルム２０１、白色ゲルフィルム２０２、赤色ゲルフィルム２０３およびスペーサ３１の上に、第２ガラス板２２を載置した。
次に、スペーサ３１が配置されている部分にて、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２を金属製のクリップ４１でそれぞれの厚さ方向に挟み込み、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を固定した。
次に、第１ガラス板２１と第２ガラス板２２で固定した状態の第１ゲル２１と第２ゲル２２を、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて１０分間加熱した。
その後、電気炉から青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を取り出して、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を室温まで冷却した。
第１ガラス板２１と第２ガラス板２２から、室温まで冷却した青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３を剥がすと、青色ゲルフィルム２０１と白色ゲルフィルム２０２と赤色ゲルフィルム２０３が、それぞれの側面で互いに結合して、一体となった、図３１に示すゲル－ゲル複合体２００Ａが得られた。得られたゲル－ゲル複合体２００Ａは、長さが２５ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚さが０．４ｍｍのリボン状であった。
続いて、図３２に示すように、リボン状のゲル－ゲル複合体２００Ａを、内径８ｍｍのアルミニウム製の円筒２１０の内側面２１０ａに、青色ゲルフィルム２０１の長さ方向の端面と赤色ゲルフィルム２０３の長さ方向の端面とが接してリング状になるように配置した。
円筒２１０とともにゲル－ゲル複合体２００Ａを、あらかじめ１４０℃に温度調節した電気炉内にて３分間加熱した。
その後、電気炉から円筒２１０とゲル－ゲル複合体２００Ａを取り出して、円筒２１０とゲル－ゲル複合体２００Ａを室温まで冷却した。
室温にて、円筒２１０からゲル－ゲル複合体２００Ａを取り出した。
これにより、図３３に示すように、青色－白色－赤色の３つの領域を持ち、ゲル－ゲル複合体２００Ａの両端面（青色ゲルフィルム２０１の長さ方向の端面と赤色ゲルフィルム２０３の長さ方向の端面）が結合した、幅３ｍｍのリング状のゲル－ゲル複合体２００Ｂを得た。
【0073】
［実施例５］
「ゲル－ゲル複合体の３次元メビウスリング構造」
実施例２で得た厚さ約０．８ｍｍのゲル－ゲル複合体１５０を、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍの短冊状に切断加工した。
ピンセットを用いて、この短冊の両端を接触させた。この際、一方の端を幅方向に１８０°回転させて捻り、短冊の一端面の白色ゲルフィルム１５１からなる面と短冊の他端面の青色ゲルフィルム１５２からなる面が接するように短冊の両端を接触させた。この状態で、接触させた部位のみを局所的な加熱器で加熱した。接触部位が溶融した後、加熱を停止し、室温まで冷却した。これにより、接触部位は結合し、メビウスリング型のゲル－ゲル複合体が得られた。
「ゲル－ゲル複合体の３次元メビウスリング構造」
実施例２で得た厚さ約０．８ｍｍのゲル－ゲル複合体１５０を、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍの短冊状に切断加工した。
ピンセットを用いて、この短冊の両端を接触させた。この際、一方の端を幅方向に１８０°回転させて捻り、短冊の一端面の白色ゲルフィルム１５１からなる面と短冊の他端面の青色ゲルフィルム１５２からなる面が接するように短冊の両端を接触させた。この状態で、接触させた部位のみを局所的な加熱器で加熱した。接触部位が溶融した後、加熱を停止し、室温まで冷却した。これにより、接触部位は結合し、メビウスリング型のゲル－ゲル複合体が得られた。
【0074】
［比較例］
「水面における３次元リング構造のゲル－ゲル複合体の動き」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。
得られた白色ゲルフィルムを、長さ２５ｍｍ、幅３ｍｍの短冊状に切断加工した。
実施例４と同様にして、図３４に示すように、円筒２１０を用いて、白色ゲルフィルム２２０Ａをリング状に加工し、図３５に示すリング状の白色ゲルフィルム２２０Ｂを作製した。
図３６に示すように、直径１０ｃｍの深底のガラスシャーレ２３０を用意し、このガラスシャーレ２３０に純水２４０を３００ｍＬ注入した。
リング状の白色ゲルフィルム２２０Ｂを水面に静かに配置すると、図３６に示すように、白色ゲルフィルム２２０Ｂは、片方の円が水面に他方の円が水中に位置する状態で水面に浮かんだ。その直後より、図３６および図３７に示すように、白色ゲルフィルム２２０Ｂは回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に１回転であった。白色ゲルフィルム２２０Ｂについて、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が確認された。
ここで、白色ゲルフィルム２２０Ｂの回転運動について説明する。白色ゲルフィルム２２０Ｂが水面に置かれると、ゲルの内部に含まれるイオン液体は水面および水中に溶出する。イオン液体が溶出した水面では表面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが表面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。白色ゲルフィルム２２０Ｂは円筒状であり、リングの周方向と垂直な面（側面）が水中にあることから、並進運動に対する水の抵抗力が強いため、この力により回転運動が生じる。
「水面における３次元リング構造のゲル－ゲル複合体の動き」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。
得られた白色ゲルフィルムを、長さ２５ｍｍ、幅３ｍｍの短冊状に切断加工した。
実施例４と同様にして、図３４に示すように、円筒２１０を用いて、白色ゲルフィルム２２０Ａをリング状に加工し、図３５に示すリング状の白色ゲルフィルム２２０Ｂを作製した。
図３６に示すように、直径１０ｃｍの深底のガラスシャーレ２３０を用意し、このガラスシャーレ２３０に純水２４０を３００ｍＬ注入した。
リング状の白色ゲルフィルム２２０Ｂを水面に静かに配置すると、図３６に示すように、白色ゲルフィルム２２０Ｂは、片方の円が水面に他方の円が水中に位置する状態で水面に浮かんだ。その直後より、図３６および図３７に示すように、白色ゲルフィルム２２０Ｂは回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に１回転であった。白色ゲルフィルム２２０Ｂについて、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が確認された。
ここで、白色ゲルフィルム２２０Ｂの回転運動について説明する。白色ゲルフィルム２２０Ｂが水面に置かれると、ゲルの内部に含まれるイオン液体は水面および水中に溶出する。イオン液体が溶出した水面では表面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが表面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。白色ゲルフィルム２２０Ｂは円筒状であり、リングの周方向と垂直な面（側面）が水中にあることから、並進運動に対する水の抵抗力が強いため、この力により回転運動が生じる。
【0075】
［実施例６］
「リング構造による回転運動速度の制御」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに黒色顔料を用いて、黒色ゲルフィルムを作製した。白色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に不溶であるため、水面に置いても自己推進力による運動を示さなかった。黒色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に可溶であるため、水面に置くと自己推進力による運動を示した。
得られた白色ゲルフィルムおよび黒色ゲルフィルムをそれぞれ短冊状に切断加工した。
実施例４と同様にして、図３８に示す、白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２とが交互に２つずつ周方向に結合したリング状のゲル－ゲル複合体２５０を作製した。白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２の構成比は、面積比で１：１であった。
図３９に示すように、直径１０ｃｍの深底のガラスシャーレ２６０を用意し、このガラスシャーレ２６０に純水２７０を３００ｍＬ注入した。
リング状のゲル－ゲル複合体２５０を水面に静かに配置すると、図３９に示すように、ゲル－ゲル複合体２５０は、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方が水面に位置し、リングの周方向と垂直な面（側面）の他方が水中に位置する状態で水面に浮かんだ。その直後より、図３９に示すように、ゲル－ゲル複合体２５０は、リングの中心軸を中心とした回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に２回転であった。ゲル－ゲル複合体２５０について、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が確認された。
また、上記の白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２を用いて、図４０に示す、白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２とが交互に４つずつ周方向に結合したリング状のゲル－ゲル複合体２８０を作製した。白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２の構成比は、面積比で４：１であった。
図４１に示すように、直径１０ｃｍの深底のガラスシャーレ２６０を用意し、このガラスシャーレ２６０に純水２７０を３００ｍＬ注入した。
リング状のゲル－ゲル複合体２８０を水面に静かに配置すると、図４１に示すように、ゲル－ゲル複合体２８０は、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方が水面に位置し、リングの周方向と垂直な面（側面）の他方が水中に位置する状態で水面に浮かんだ。その直後より、図４１に示すように、ゲル－ゲル複合体２８０は、リングの中心軸を中心とした回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に０．５回転であった。ゲル－ゲル複合体２８０について、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が確認された。
このように、ゲルの構成を調整することにより、ゲル－ゲル複合体が水面で回転運動を示すアクチュエータ動作において、回転数を制御できることが確認された。
ここで、ゲル－ゲル複合体２８０の回転運動について説明する。ゲル－ゲル複合体２８０が水面に置かれると、ゲルの内部に含まれるイオン液体は水面および水中に溶出する。イオン液体が溶出した水面では表面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが表面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。ゲル－ゲル複合体２８０は円筒状であり、リングの周方向と垂直な面（側面）が水中にあることから、並進運動に対する水の抵抗力が強いため、この力により回転運動が生じる。
「リング構造による回転運動速度の制御」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに黒色顔料を用いて、黒色ゲルフィルムを作製した。白色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に不溶であるため、水面に置いても自己推進力による運動を示さなかった。黒色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に可溶であるため、水面に置くと自己推進力による運動を示した。
得られた白色ゲルフィルムおよび黒色ゲルフィルムをそれぞれ短冊状に切断加工した。
実施例４と同様にして、図３８に示す、白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２とが交互に２つずつ周方向に結合したリング状のゲル－ゲル複合体２５０を作製した。白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２の構成比は、面積比で１：１であった。
図３９に示すように、直径１０ｃｍの深底のガラスシャーレ２６０を用意し、このガラスシャーレ２６０に純水２７０を３００ｍＬ注入した。
リング状のゲル－ゲル複合体２５０を水面に静かに配置すると、図３９に示すように、ゲル－ゲル複合体２５０は、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方が水面に位置し、リングの周方向と垂直な面（側面）の他方が水中に位置する状態で水面に浮かんだ。その直後より、図３９に示すように、ゲル－ゲル複合体２５０は、リングの中心軸を中心とした回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に２回転であった。ゲル－ゲル複合体２５０について、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が確認された。
また、上記の白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２を用いて、図４０に示す、白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２とが交互に４つずつ周方向に結合したリング状のゲル－ゲル複合体２８０を作製した。白色ゲルフィルム２５１と黒色ゲルフィルム２５２の構成比は、面積比で４：１であった。
図４１に示すように、直径１０ｃｍの深底のガラスシャーレ２６０を用意し、このガラスシャーレ２６０に純水２７０を３００ｍＬ注入した。
リング状のゲル－ゲル複合体２８０を水面に静かに配置すると、図４１に示すように、ゲル－ゲル複合体２８０は、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方が水面に位置し、リングの周方向と垂直な面（側面）の他方が水中に位置する状態で水面に浮かんだ。その直後より、図４１に示すように、ゲル－ゲル複合体２８０は、リングの中心軸を中心とした回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に０．５回転であった。ゲル－ゲル複合体２８０について、水面で回転運動を示すアクチュエータ動作が確認された。
このように、ゲルの構成を調整することにより、ゲル－ゲル複合体が水面で回転運動を示すアクチュエータ動作において、回転数を制御できることが確認された。
ここで、ゲル－ゲル複合体２８０の回転運動について説明する。ゲル－ゲル複合体２８０が水面に置かれると、ゲルの内部に含まれるイオン液体は水面および水中に溶出する。イオン液体が溶出した水面では表面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが表面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。ゲル－ゲル複合体２８０は円筒状であり、リングの周方向と垂直な面（側面）が水中にあることから、並進運動に対する水の抵抗力が強いため、この力により回転運動が生じる。
【0076】
［実施例７］
「リング構造による界面での回転運動の制御」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに黒色顔料を用いて、黒色ゲルフィルムを作製した。白色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に不溶であるため、水面に置いても自己推進力による運動を示さなかった。黒色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に可溶であるため、水面に置くと自己推進力による運動を示した。
得られた白色ゲルフィルムおよび黒色ゲルフィルムをそれぞれ短冊状に切断加工した。
実施例１と同様にして、白色ゲルフィルムと黒色ゲルフィルムが、それぞれの側面で互いに結合されて、一体となったゲル－ゲル複合体を作製した。
実施例４と同様にして、図４２に示す、リング状のゲル－ゲル複合体２９０を作製した。白色ゲルフィルム２９１と黒色ゲルフィルム２９２の構成比は、面積比で１：１であった。
図４３および図４４に示すように、直径５ｃｍの深底のガラスシャーレ３００を用意し、このガラスシャーレ３００にクロロホルム３１０を１０ｍＬ注いだ後、純水３２０を１０ｍＬ注入した。
図４３に示すように、ゲル－ゲル複合体２９０を、白色ゲルフィルム２９１がガラスシャーレ３００の深さ方向の下方となり、黒色ゲルフィルム２９２がガラスシャーレ３００の深さ方向の上方となるようにして、クロロホルム３１０と純水３２０の界面に、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方（黒色ゲルフィルム２９２側の面、ゲル－ゲル複合体２９０の上端面）が接するように配置すると、ゲル－ゲル複合体２９０は界面で回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に２回転であった。
図４４に示すように、ゲル－ゲル複合体２９０をガラスシャーレ３００の深さ方向の上方に少し引き上げて、クロロホルム３１０と純水３２０の界面に、リングの周方向と垂直な面（側面）の他方（白色ゲルフィルム２９１側の面、ゲル－ゲル複合体２９０の下端面）が接するように配置すると、ゲル－ゲル複合体２９０は回転運動を停止した。
次に、ゲル－ゲル複合体２９０をガラスシャーレ３００の深さ方向の下方に少し押し下げて、再びクロロホルム３１０と純水３２０の界面に、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方（黒色ゲルフィルム２９２側の面、ゲル－ゲル複合体２９０の上端面）が接するように配置すると、ゲル－ゲル複合体２９０は再び回転を始めた。
このように、液－液界面で回転運動を示すアクチュエータ動作において、ゲル－ゲル複合体のわずかな上下移動によって、回転運動を制御できることが確認された。
ここで、ゲル－ゲル複合体２９０の回転運動について説明する。ゲル－ゲル複合体２９０が、黒色ゲルフィルム２９２が液－液界面にあるように、液－液界面に置かれると、黒色ゲルフィルム２９２の内部に含まれるイオン液体は水およびクロロホルム中に溶出する。イオン液体が溶出した液－液界面では、界面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが界面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。ゲル－ゲル複合体２９０は円筒状であり、リングの周方向と垂直な面（側面）が液中にあることから、並進運動に対する水の抵抗力が強いため、この力により回転運動が生じる。一方、ゲル－ゲル複合体２９０が、白色ゲルフィルム２９１が液－液界面にあるように、液－液界面に置かれると、白色ゲルフィルム２９１の内部に含まれるイオン液体は水に溶けないので、液－液界面に界面張力の差が生じず、ゲル－ゲル複合体２９０は回転運動を示さない。
「リング構造による界面での回転運動の制御」
実施例２と同様にして、白色ゲルフィルムを作製した。また、実施例２に示す白色ゲルの作製方法において、白色顔料の代わりに黒色顔料を用いて、黒色ゲルフィルムを作製した。白色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に不溶であるため、水面に置いても自己推進力による運動を示さなかった。黒色ゲルフィルムは、作製時に用いたイオン液体が水に可溶であるため、水面に置くと自己推進力による運動を示した。
得られた白色ゲルフィルムおよび黒色ゲルフィルムをそれぞれ短冊状に切断加工した。
実施例１と同様にして、白色ゲルフィルムと黒色ゲルフィルムが、それぞれの側面で互いに結合されて、一体となったゲル－ゲル複合体を作製した。
実施例４と同様にして、図４２に示す、リング状のゲル－ゲル複合体２９０を作製した。白色ゲルフィルム２９１と黒色ゲルフィルム２９２の構成比は、面積比で１：１であった。
図４３および図４４に示すように、直径５ｃｍの深底のガラスシャーレ３００を用意し、このガラスシャーレ３００にクロロホルム３１０を１０ｍＬ注いだ後、純水３２０を１０ｍＬ注入した。
図４３に示すように、ゲル－ゲル複合体２９０を、白色ゲルフィルム２９１がガラスシャーレ３００の深さ方向の下方となり、黒色ゲルフィルム２９２がガラスシャーレ３００の深さ方向の上方となるようにして、クロロホルム３１０と純水３２０の界面に、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方（黒色ゲルフィルム２９２側の面、ゲル－ゲル複合体２９０の上端面）が接するように配置すると、ゲル－ゲル複合体２９０は界面で回転運動を始めた。回転速度は、およそ１秒間に２回転であった。
図４４に示すように、ゲル－ゲル複合体２９０をガラスシャーレ３００の深さ方向の上方に少し引き上げて、クロロホルム３１０と純水３２０の界面に、リングの周方向と垂直な面（側面）の他方（白色ゲルフィルム２９１側の面、ゲル－ゲル複合体２９０の下端面）が接するように配置すると、ゲル－ゲル複合体２９０は回転運動を停止した。
次に、ゲル－ゲル複合体２９０をガラスシャーレ３００の深さ方向の下方に少し押し下げて、再びクロロホルム３１０と純水３２０の界面に、リングの周方向と垂直な面（側面）の一方（黒色ゲルフィルム２９２側の面、ゲル－ゲル複合体２９０の上端面）が接するように配置すると、ゲル－ゲル複合体２９０は再び回転を始めた。
このように、液－液界面で回転運動を示すアクチュエータ動作において、ゲル－ゲル複合体のわずかな上下移動によって、回転運動を制御できることが確認された。
ここで、ゲル－ゲル複合体２９０の回転運動について説明する。ゲル－ゲル複合体２９０が、黒色ゲルフィルム２９２が液－液界面にあるように、液－液界面に置かれると、黒色ゲルフィルム２９２の内部に含まれるイオン液体は水およびクロロホルム中に溶出する。イオン液体が溶出した液－液界面では、界面張力が低下する。イオン液体の溶出は、ゲルの構造がアモルファスであることから、完全に等方的ではない。このため、ゲルが界面張力から受ける力は局所的に異なり、ゲルは力を受けることとなる。ゲル－ゲル複合体２９０は円筒状であり、リングの周方向と垂直な面（側面）が液中にあることから、並進運動に対する水の抵抗力が強いため、この力により回転運動が生じる。一方、ゲル－ゲル複合体２９０が、白色ゲルフィルム２９１が液－液界面にあるように、液－液界面に置かれると、白色ゲルフィルム２９１の内部に含まれるイオン液体は水に溶けないので、液－液界面に界面張力の差が生じず、ゲル－ゲル複合体２９０は回転運動を示さない。
【0077】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0078】
本発明のゲル－ゲル複合体は、組成の異なるゲルを複数含み、この複数のゲルが結合して一体となっているため、それぞれのゲルに含まれる物質の機能を局所的に発現することができる。したがって、本発明のゲル－ゲル複合体は、これまでに実現されていない機能を有する材料開発にも貢献することができる。
【符号の説明】
【0079】
１ ゲル－ゲル複合体
２ 第１ゲル
３ 第２ゲル
２ 第１ゲル
３ 第２ゲル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】