客觀日本

京都大學研發出實現世界最高水平白色的印刷技術,有望憑藉安全性替代傳統材料

2026年10月08日 電子電氣

京都大學的Easan Sivaniah教授的研究團隊確立了一項能夠印刷出世界最高水平白色的新技術。研究團隊使用大宗聚合物材料,成功製造出了白度可媲美白色顏料所用二氧化鈦的白色。

長期用作白色顏料的鉛白因鉛中毒問題已被逐步禁用,二氧化鈦也存在毒性相關隱患。此次開發的新材料有望替代上述物質。相關研究成果已發表在英國科學期刊《Nature》上。

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使用京都大學的新技術印刷的圖像(2026年9月9日,京都市)

自然界存在無需二氧化鈦即可呈現白色的生物。棲息於東南亞的一種Cyphochilus屬甲蟲透過纖維交織的結構散射光,從而產生白色。

此前雖有再現這一機制的先行研究,但以印刷為目標、能夠呈現白色結構色的材料研究一直未取得進展。

研究團隊發現了聚合物內部可產生微小泡狀結構的現象。向添加了化學物質的聚合物照射紫外線時,聚合物的斷鏈與交聯會同時發生。

將其放入與聚合物具有弱相互作用的有機溶劑中時,溶劑發生滲透並局部推動聚合物擴展,從而形成泡狀結構。

研究發現,泡狀結構能夠對所有波長的光線實現高效多次散射,加之原始聚合物透明且不會產生額外光吸收,由此可生成高精細的白色。該方法被命名為深度發泡光刻技術(DFP)。只要在目標區域照射紫外線,就能印刷出所需圖案。研究發現該材料還具備高疏水性這一副效應。

京都大學的伊藤真陽特定助教表示:「我們希望進軍尖端產業和傳統工藝等高附加值市場。」該技術有望和京都傳統工藝匠人合作製作屏風、和紙等製品,還可用於替代化妝品白粉所使用的原料。

研究團隊計畫在2027年4月於義大利舉辦的設計博覽會上展出該材料。此外,該材料還可作為不使用有機氟化合物(PFAS)的疏水材料加以應用。

目前,工業生產成本低廉的二氧化鈦被廣泛用作白色顏料。然而,由於存在毒性隱患,歐盟(EU)已於2022年禁止其作為食品添加劑使用。雖然尚不確定同類管控措施是否會推廣至其他國家以及各類工業產品,但各國都在積極探索可替代材料。

原文:《日本經濟新聞》電子版、2026/9/10
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Nature
論文:Foaming Photopolymers as a High-Resolution Biomimetic Printing Platform
DOI:10.1038/s41586-026-10968-9