材料科学：波長選択的なコロイドの相分離によるフォトクロミズム

相分離は、油と水などの非混和性混合物において普遍的に観測される、分離エンタルピーが混合エントロピーに打ち勝っている状態である。しかし、単分散コロイド系では、一般的にコロイド–コロイド相互作用が非特異的で短距離なため、分離エンタルピーを無視できる。最近開発された光活性コロイド粒子は長距離の泳動相互作用を示し、この相互作用を入射光によって容易に調整できるので、相挙動や構造進化の速度論を研究する理想的なモデルであると考えられている。今回我々は、TiO₂のコロイド化学種をスペクトルの異なる色素で符号化してフォトクロミックコロイド群を形成するという、単純でスペクトル選択的な活性コロイド系を設計した。この系では、さまざまな波長と強度の入射光を組み合わせることによって粒子–粒子相互作用をプログラムして、コロイドのゲル化と分離の制御が可能である。さらに、青緑色、赤紫色、黄色のコロイドを混合することによって、動的なフォトクロミックコロイド群が作られた。着色光を照射すると、コロイド群は、層状の相分離に起因して入射光の見え方に適合し、これは、カラー電子ペーパーや自己給電型光学迷彩向けの容易な手法となることを示している。

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