半永久的に変色・退色しないスゴい塗料の仕組み

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開発した構造色塗料。ケイ素の粒子により違う色が作れる

神戸大学大学院工学研究科の杉本泰助教らは、半永久的に変色・退色しない塗料を開発した。光の波長程度の微細構造による分光を利用した構造色によるもので、色素を用いないため分解による変色や退色が起きない。従来の構造色塗料の課題を解消し、見る角度に依存せず、明確な色合いを実現。塗料や顔料のほか、化粧品やバイオ材料などの素材としての活用や微小ディスプレーへの応用など、広い用途を見込む。

同塗料の原料は直径ナノメートル(ナノは10億分の1)レベルのケイ素結晶の微細粒子。真球に近い形状の整った粒子作製技術を用い、作製した粒子を直径ごとに分離する。光の波長程度の直径を持つ球形の内部で発生する光の散乱と、粒子の集団による増幅効果による「ミー共鳴」現象により、粒子の直径ごとに特定の波長の光を強く散乱する。粒子のサイズによって色合いを制御できる。粒子が分散した溶液により大面積への塗布も容易。

通常の色素を使った顔料や染料は有機物質の分解で退色する。従来の構造色は表面の加工など複雑な構造形成が必要な上、見る角度によって色が変わる角度依存性などの課題があった。同塗料はこれらの課題を解消し、単色での発色も実現。ケイ素利用により低コストで安全性が高く化学的にも安定する。

今後、粒子作製や分離などの技術を持つ企業や印刷会社などとの連携を探り、実用化を目指す。さらに彩度や反射率、分離後の収率の向上も図る。

日刊工業新聞2022年4月29日

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