日本信州大學等的研究團隊開發出一種融合光吸收、光反射和發光三種特性的多功能光子晶體。該微細結構在特定波長的光照射下，會因觀察角度不同而出現顏色變化，即「結構色」，並可通過磁場等手段進行控制。該成果有望應用於光感測器和特種油墨等領域。
相關研究成果已發表於英國科學期刊《Nature Communications》上。
圖1 此次研發的光子晶體（圖片提供：信州大學 佐野航季副教授）
在厚度達到奈米（奈米為十億分之一）尺度的奈米片中，具有晶體等層狀結構和性質的「無機奈米片」因可應用於多種材料而備受國際關注。然而，具有光子晶體性質的奈米片存在一個問題：當試圖通過添加粒子或分子來附加功能時，結構色就會消失。
信州大學的佐野航季副教授等人開發出一種在能夠構築光子晶體的二氧化鈦奈米片表面添加各種奈米粒子的新方法。
具體做法是通過精確控制表面電荷，添加金奈米粒子和螢光粒子，構築出混合型奈米片。由此獲得了既能保持奈米粒子吸收光和發出螢光的特性，同時具有選擇性反射特定波長光的結構色的多功能光子晶體。
研究還表明，所開發的光子晶體的顏色可隨光和磁力變化。通過利用磁場控制奈米片的方向，成功實現了結構色的開關切換。今後，為實現實用化，將探討利用不易乾燥的液體以及通過凝膠化等方式固定結構。
原文：《日本經濟新聞》、2026/9/8
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature Communications
論文：Multi-functional photonic crystals of modular nanosheets
DOI：10.1038/s41467-026-70456-6
