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コロイド結晶をとりあえずつくる

密充填コロイド結晶

 均一径の粒子を水に分散した粒子分散液が市販されています。最も簡単なコロイド結晶の作り方は、この分散液を乾燥させることでしょう。例えば、スライドガラスの上に分散液を一滴垂らして自然乾燥させます。粒径は200〜300nmくらいが丁度よいでしょう。水が蒸発して粒子が濃縮されてくると単色に光る部分が現れ、完全に蒸発すれば、光る乾燥体が得られます。これが密充填のコロイド結晶です。人工オパールとも呼ばれます。

密充填のコロイド結晶の例。
色の違いは粒径の違いに起因する

疎充填コロイド結晶

 上と同じ粒子分散液に正負混床のイオン交換樹脂を適量入れることで(10vol%くらい)、余計なイオンを吸着除去すると、コロイド溶液が色づいてきます。これが、疎充填のコロイド結晶で、結晶とは言っても液体です。粒子濃度が低いと、撹拌することで色づいた結晶が壊されて白濁しますが、しばらくすると、また結晶が復活し光り出します。

左が配列の形成されていない無秩序な粒子分散液。
右が(疎充填)コロイド結晶状態の粒子分散液

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