客观日本

京都大学研发出实现世界最高水平白色的印刷技术,有望凭借安全性替代传统材料

2026年10月08日 电子电气

京都大学的Easan Sivaniah教授的研究团队确立了一项能够印刷出世界最高水平白色的新技术。研究团队使用通用聚合物材料,成功制造出了白度可媲美白色颜料所用二氧化钛的白色。

长期用作白色颜料的铅白因铅中毒问题已被逐步禁用,二氧化钛也存在毒性相关隐患。此次开发的新材料有望替代上述物质。相关研究成果已发表在英国科学期刊《Nature》上。

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使用京都大学的新技术印刷的图像(2026年9月9日,京都市)

自然界存在无需二氧化钛即可呈现白色的生物。栖息于东南亚的一种Cyphochilus属甲虫通过纤维交织的结构散射光,从而产生白色。

此前虽有再现这一机制的先行研究,但以印刷为目标、能够呈现白色结构色的材料研究一直未取得进展。

研究团队发现了聚合物内部可产生微小泡状结构的现象。向添加了化学物质的聚合物照射紫外线时,聚合物的断链与交联会同时发生。

将其放入与聚合物具有弱相互作用的有机溶剂中时,溶剂发生渗透并局部推动聚合物扩展,从而形成泡状结构。

研究发现,泡状结构能够对所有波长的光线实现高效多次散射,加之原始聚合物透明且不会产生额外光吸收,由此可生成高精细的白色。该方法被命名为深度发泡光刻技术(DFP)。只要在目标区域照射紫外线,就能印刷出所需图案。研究发现该材料还具备高疏水性这一副效应。

京都大学的伊藤真阳特定助教表示:“我们希望进军尖端产业和传统工艺等高附加值市场。”该技术有望和京都传统工艺匠人合作制作屏风、和纸等制品,还可用于替代化妆品白粉所使用的原料。

研究团队计划在2027年4月于意大利举办的设计博览会上展出该材料。此外,该材料还可作为不使用有机氟化合物(PFAS)的疏水材料加以应用。

目前,工业生产成本低廉的二氧化钛被广泛用作白色颜料。然而,由于存在毒性隐患,欧盟(EU)已于2022年禁止其作为食品添加剂使用。虽然尚不确定同类管控措施是否会推广至其他国家以及各类工业产品,但各国都在积极探索可替代材料。

原文:《日本经济新闻》电子版、2026/9/10
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Nature
论文:Foaming Photopolymers as a High-Resolution Biomimetic Printing Platform
DOI:10.1038/s41586-026-10968-9