据《日本经济新闻》6月16日报道，神户大学开发出一种不易褪色的特殊墨水。其显色原理是，通过光线照射微小硅颗粒时产生的光散射来呈现色彩，颜色会随颗粒大小而变化。研究团队计划依托初创企业，力争在一年内实现产品市场化。

传统墨水依赖色素或颜料，其原理是吸收特定波长的光，反射其余光线来呈现颜色。然而，如果暴露在紫外线或高温环境中，染料和颜料的化学结构会被分解，导致墨水发生褪色现象，这是长期以来未曾解决的问题。

近年来，“结构色”——不依赖染料或颜料即可产生色彩的现象——作为一种解决方案备受关注。孔雀羽毛和宝石甲壳虫鲜艳的色彩就是典型的例子；这些色彩源于光线照射微观结构时发生的散射或干涉(即光波叠加)现象。由于色彩是由物理结构而非光吸收产生的，因此不会褪色。

神户大学利用一种特定的光学现象，成功研制出一种能够产生结构色的墨水。他们证实，该墨水可用于市售喷墨打印机，在平面及立体表面上打印出色彩。相关研究成果已于4月发表在国际学术期刊《先进材料》上。

该团队重点研究了一种被称为“米氏共振”的现象，即光线在纳米颗粒内部发生反射与叠加，从而使特定色彩强烈显现。

产生的色彩取决于颗粒大小：较大的颗粒散射较长波长的光，呈现橙色或红色调；较小的颗粒则产生蓝色或紫色调。通过调节墨水中颗粒的浓度，可以改变光线照射时的散射方式，从而实现色彩调节。将这些颗粒与树脂混合制成墨水，便无需复杂的微细结构制造工艺。

研究团队开发了含有直径在100至200纳米之间硅颗粒的油墨，并研究了油墨的显色特性。他们模拟光在涂布油墨中的传播情况，通过改变颗粒尺寸和浓度，观察了由此产生的颜色变化。

基于这些发现，他们在透明薄膜上进行了喷墨打印。通过调节硅颗粒的尺寸和浓度，他们制作出了一幅孔雀图案。该图案在极细微的细节处也能实现精准显色，且从背光侧观察时，图像颜色会发生变化。

调整颗粒尺寸和浓度可以提高透光率。当将印有图案的透明薄膜覆盖在发光屏幕上时，屏幕透出的光强于颗粒所散射的光，导致图像不可见；而当关闭屏幕时，图像便会重新显现。副教授杉本泰指出，这些特性有望应用于信息显示设备和防伪技术领域。

硅元素具有较强的稳定性，从而使新型油墨不易褪色。此外，硅储量丰富，在地壳元素中含量仅次于氧。

杉本解释道：“这种油墨或许可以通过喷涂或其他涂布方式进行应用。与传统染料或颜料相比，它仅需极少量的材料即可实现显色，从而降低了油墨的整体消耗量。”若将该材料应用于汽车或飞机涂装，不仅能减轻重量，还能降低燃料消耗，有助于实现脱碳目标。

为了推进商业化进程，初创公司“纳米共振”公司于今年2月成立。目前面临的主要挑战是，确保粒径均一性的工艺成本较高。该公司正致力于开发相关技术，以期实现低成本、高品质的产品量产。

据印度财富企业洞察公司预测，到2034年，染料与颜料市场规模将增至736亿美元，较2026年增长50%。市场对高耐久性、高安全性及低环境负荷产品的需求正在增长，硅基纳米粒子墨水有望契合这一趋势。（编译/马晓云）