「漆黑」一詞用於形容黑漆那美麗而深邃的黑色。據說漆在日本自繩文時代就開始使用，黑漆的使用可追溯至平安時代。但是爲何黑漆呈現黑色，一直以來都是個謎。
日本原子力研究開發機構的南川卓也研究員、關根由莉奈研究副主幹、松村大樹研究主幹，J―PARC中心的廣井孝介研究副主幹、高田慎一研究副主幹，明治大學理工學部的神谷嘉美客座研究員、本多貴之副教授等人組成的研究團隊，利用同步輻射X射線和中介子束等技術，成功揭示了漆的奈米結構。
圖1 用於檢測的生漆膜和黑漆膜（供圖：日本原子力研究開發機構）
南川研究員表示：「漆的穩定性使其能夠從繩文時代的遺蹟中被完好無損地發掘出來，這是一種自古以來一直在使用的材料。本次研究，我們揭示了生漆和黑漆的結構不同。黑漆中加入了0.3%的鐵，還有些黑漆爲僅摻雜了炭（碳）。透過對古代文物的分析，我們希望弄清楚真正的黑漆是從何時開始使用的。」
漆是一種耐水性和耐化學性優良的天然材料，被廣泛用於各種日用品和裝飾品的塗裝。生漆的主要成分是漆酚和水，需要半年以上的時間才能乾燥。而生漆添加鐵的成分後就會形成黑漆，只需幾天即可乾透硬化。
漆的表面光滑得連電子顯微鏡都無法分辨，並且由於其性質非常穩定，難以分解以進行詳細的分析。而另一方面，漆在乾燥前容易引發漆疹等問題，處理起來頗爲困難，因此其結構一直未被完全揭示。
研究團隊對生漆膜和含有0.3%鐵的漆黑膜進行了同步輻射X射線和中介子束的照射，並進行了多方面的分析。結果顯示，在生漆中，漆酚的烷基鏈呈堆疊狀結構，而在黑漆中，漆酚的苯環以三價鐵離子爲起點發生了重合。
已知苯環相連時，光的吸收波長會隨鏈長的變化而變化。根據此次發現的結構，研究人員發現，是苯環的連接形成了黑漆的黑色。
此外，人們知道黑漆不耐光，長時間的光照會使其褪色。在本次研究中，透過進行傅立葉轉換紅外線光譜（FT-IR）測量，研究人員發現了鐵-漆酚聚合體中的雙鍵和漆酚長鏈烴的雙鍵是透過光反應結合在一起的，這一結果表明黑漆的褪色是由於π共軛系被切斷所致。
南川研究員表示：「最初，研究的出發點是考慮使用漆來進行表面處理以防控新冠電腦病毒，現在已經開發出了各種用於疫情防控的產品。另一方面，漆仍存在許多未知之處，爲了探索漆的可能性，我們開展了本次研究。未來，我們將着手研究如何製出價格低廉且不會變色的黑色，以及如何將黑漆應用於防腐蝕材料和粘合劑中等。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Langmuir
論文：Effects of Fe ions, UV irradiation, and heating on microscopic structures of black lacquer films
DOI：10.1021/acs.langmuir.3c03412
