Development of Mie resonant nanoparticles color inks

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14496
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Sugimoto Hiroshi 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40793998)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 構造色 / ナノ粒子 / インク

Outline of Final Research Achievements

The development of color inks composed of safety and nonfading materials are highly demanded. The structural colors are based on the scattering, interference and diffraction of the structures with size comparable to the light wavelength. However, it is difficult to be printed on the large area substrate using conventional printing technologies. In this work, the structural color inks of Mie resonant silicon nanoparticles are developed.The colors can be controlled by the size of nanoparticles. In addition, it is demonstrated that the nanoparticle inks can be processed using various printing techniques such as ink-jet printing.

Free Research Field

ナノ材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

構造色は光の干渉を利用するため、大面積に着色可能で汎用性の高い構造色“塗料”としての利用は困難であが、高屈折率誘電体ナノ粒子のMie共鳴を用いることで、容易に基材に着色可能なインクの開発した。また、ナノ粒子のサイズにより自在に発色を制御可能であることを示した。これは、印刷できる構造色の新しい方向性を示すものであり、環境負荷が小さい、角度依存性が小さい、退色しない、高解像度印刷という特長を有する新しい無機ナノ粒子インクとして、高付加価値インク、セキュリティ、コスメティクスまで広い応用が期待できる。