日本信州大学等的研究团队开发出一种融合光吸收、光反射和发光三种特性的多功能光子晶体。该微细结构在特定波长的光照射下，会因观察角度不同而出现颜色变化，即“结构色”，并可通过磁场等手段进行控制。该成果有望应用于光传感器和特种油墨等领域。
相关研究成果已发表于英国科学期刊《Nature Communications》上。
图1 此次研发的光子晶体（供图：信州大学 佐野航季副教授）
在厚度达到纳米（纳米为十亿分之一）尺度的纳米片中，具有晶体等层状结构和性质的“无机纳米片”因可应用于多种材料而备受国际关注。然而，具有光子晶体性质的纳米片存在一个问题：当试图通过添加粒子或分子来附加功能时，结构色就会消失。
信州大学的佐野航季副教授等人开发出一种在能够构筑光子晶体的二氧化钛纳米片表面添加各种纳米粒子的新方法。
具体做法是通过精确控制表面电荷，添加金纳米粒子和荧光粒子，构筑出混合型纳米片。由此获得了既能保持纳米粒子吸收光和发出荧光的特性，同时具有选择性反射特定波长光的结构色的多功能光子晶体。
研究还表明，所开发的光子晶体的颜色可随光和磁力变化。通过利用磁场控制纳米片的方向，成功实现了结构色的开关切换。今后，为实现实用化，将探讨利用不易干燥的液体以及通过凝胶化等方式固定结构。
原文：《日本经济新闻》、2026/9/8
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Communications
论文：Multi-functional photonic crystals of modular nanosheets
DOI：10.1038/s41467-026-70456-6
