日本物質材料研究所（NIMS）開發出了一種能發出從可見光到近紅外光波段等多種波長光線的微珠。這種微珠的大小在10微米（1微米爲100萬分之1米）左右，使用植物成分作爲材料，易於製造。並且發光波長和光強會隨微珠的大小、形狀等產生變化，可以用於商品的防僞標籤等。
圖 微珠會根據吸收的光線顯示多種顏色（供圖：NIMS）
此次NIMS開發的微珠是一種可以吸收光線並發出與入射光不同顏色光線的「螢光體」。螢光體通常用於生產螢光筆墨水、生物標記和白光LED等。近年來，許多研究嘗試在光體生產中使用檸檬酸、氨基酸等對環境友好型材料，但這些材料乾燥變成固體後其發光強度就會降低。這是因爲相鄰的發光體會吸收彼此發出的光線。
本次使用的原料主要是由微生物發酵產生的聚離胺酸和檸檬酸。二者可以透過水熱合成法這種簡單工藝製備螢光體。使用該方法製成的螢光體中，發光體之間的隔膜較寬，即使在固態下也能保持發光強度。
製備得到的微珠能夠吸收紫外線並發出藍光，其顏色能夠從藍色變成黃色，從綠色變成橙色或紅色，甚至它還能發出近紅外光波段的光。這種可以自由變換可見光和近紅外光等波段光線的發光材料，「即使在世界範圍内也沒有研究報告的先例」（NIMS長尾忠昭團隊負責人）。研究人員認爲，這種性質來自於發光體中摻雜了氮雜質的影響。
由於微珠的發光波長和強度會隨其大小、形狀等發生變化，這種材料預計可應用於商品防僞標籤等用途，防止假冒商品。此外，由於每顆微珠都可以被識別和追蹤，因此在生命科學研究中有望用作追蹤胚胎分裂的生物標記物。未來，NIMS將與英國埃克塞特大學開展合作研究，探討如何將該技術應用於細胞成像領域。
相關研究成果現已發表在美國約翰威利國際出版集團（Wiley）出版的期刊《Advanced Science》上。
原文：《日本經濟新聞》、2024/6/25
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Advanced Science (Wiley-VCH)
論文：Rare-Earth-Metal-Free Solid-State Fluorescent Carbonized-Polymer Microspheres for Unclonable Anti-Counterfeit Whispering-Gallery Emissions from Red to Near-Infrared Wavelengths
DOI：10.1002/advs.202400693
