シリーズ若手研究者の挑戦 第62回 Mie共鳴により発色するナノ粒子カラーインクの創製

摘要

本研究で開発したSiナノ粒子構造色インクの特徴は，(ⅰ)吸収ではなく,光散乱により発色する，(ⅱ)従来の構造色とは異なり，単一ナノ粒子が発色源である，という点である。また，結晶Siで形成されているため，熱や光，腐食に強く,物理的・化学的に安定な発色材料である。インク化に成功したことで，塗布やインクジェット印刷プロセスが適応可能である。また，染料や顔料だけでなく，外場によりナノ粒子を能動的に動かし，色彩を制御する技術と組み合わせることで，カラー電子ペーパーなどのディスプレイデバイスへの応用展開が期待できる。Mie共鳴による「フルカラー」構造色インクの実現には，いくつかの課題もある。Mie散乱では，赤色波長域に磁気双極子共鳴を有する比較的大きい粒子では，青色波長領域に電気双極子共鳴や多極子共鳴による散乱が存在する。そのため，球状のSiナノ粒子で高純度の赤色を実現するのは困難である。今後，材料開発を推し進め，Mie共鳴による発色する次世代インクの用途展開を引き続き開拓する。