高麗大、金ナノ粒子で色あせしない色を実現

高麗大学の李承雨教授の研究チームは、色あせしない色を出すナノ顔料を開発したと5日に発表した。この顔料は、金ナノ粒子（数ミクロンより小さい非常に小さな金の粒子）をセレンで覆い、染料なしで鮮明な色を出す「構造色ナノ顔料」である。構造色は、蝶の羽やクジャクの羽に見られるように、物質の微細な構造が光を反射することで現れる色であり、光に長時間さらされても色あせしない。ただし、従来の構造色顔料は単一物質で作られていたため、複数の波長の光に同時に反応し、目的の色を鮮明に出すことが難しかった。

研究チームは、粒子の中心部と殻を異なる物質で構成し、光への反応方式そのものを変えた。中心部の金とそれを覆うセレンがそれぞれ光に反応し、互いに干渉するよう設計したのである。いわゆるファノ型干渉を活用した結果、特定の波長で反応が強まったり弱まったりして、単一成分の粒子に比べて色純度が高まり、表現可能な色の範囲も広がった。この違いは数値でも確認された。粒子が特定の波長にどれだけ選択的に反応するかを示す品質係数において、従来の金ナノ粒子は一般的に10未満であるのに対し、金とセレンを結合させた粒子は最大約15を記録した。

耐久性試験の結果も出た。研究チームは2025年11月から2026年7月まで、ナノ粒子分散液と乾燥した絵、紫外線で硬化させたフィルムを室内に保管し、3つの試料すべてで顕著な色の変化は観察されなかった。フィルムは別途、紫外線照射と加熱・凍結試験を経た後も、試験前と同様の光学特性を維持した。