2026年の構造色材料：12の技術、用途、価格を徹底解説

一層のナノ球で色、光沢、透明トップコートへの対応を両立

論文は2026年9月3日に公開され、神戸大学が9月8日に研究成果を発表した。結晶シリコンナノ球をコア、透明なシリカをシェルとする材料で、粒子を一層並べるだけで、明るく光沢があり、角度による色の変化が小さい構造色を得られる。立体物への着色も実証されている。

シリコンコア約158 nm、シリカシェル約20 nmの試料では、単層の実測反射率が76%に達した。コア径を約110 nmから204 nmへ大きくすると、色は紫・青から赤の方向へ移る。主に個々の高屈折率シリコンナノ球の共鳴で発色するため、数十層の周期構造を必要とせず、粒子配列や観察角の変化にも影響されにくい。

透明保護層を重ねても色が残るかどうかは、日用品への応用を左右する。多くの構造色材料では、クリア塗装によって構造と周囲の媒質の屈折率差が小さくなり、色が弱まる。シリコンの屈折率は約4、周囲の樹脂は約1.5で、十分な差が残るため、今回の実験ではトップコート後も主要な色を保てた。

• 用途：自動車の外装・内装、スマートフォンやパソコンの筐体、家電、航空宇宙、包装、建築装飾、高級品の表面、金属部品。特に、金属顔料を減らしながら金属的な光沢を得たい表面に向く。
• スケールアップ：スプレー塗装、スロットダイ塗工、ロール・ツー・ロール製造への展開が考えられる。ただし、実験室での実証と連続工業生産は別の段階だ。
• 軽量化の可能性：研究では、大型航空機の従来塗装が持つ数百kgの重量を、極薄の構造色層によって大幅に減らせる可能性が示されている。これは発色層についての概念的な試算であり、下塗り、防食層、保護層を含む塗装システム全体の重量ではない。航空機用塗料としての認証取得を意味するものでもない。
• 商業化と価格：現時点で商用価格はない。大学の研究成果をもとに、スタートアップの設立準備や工業規模の製造工程開発が進んでいる。シリコン原料の価格を、そのまま将来の完成塗料の価格とみなすことはできない。

進展の評価

以下の星評価は研究の進展と用途の可能性についての定性的な見方であり、正式な技術成熟度認証ではない。

水性インク、カラー図柄、反射と透過で異なる見え方

神戸大学が2026年4月に発表した別の成果が、水性シリコンナノ球による構造色インクジェットインクだ。カラー図柄の印刷に成功し、薄膜試料から、必要な模様を描ける印刷技術へと進んだ。

この特性は隠し模様や透明ディスプレイに応用できる。例えば、画面を消した状態では表面の構造色模様が見え、点灯すると模様が目立たなくなって表示内容が透けて見える、といった使い方だ。これは用途の可能性を示すもので、対応するスマートフォン画面がすでに量産されているわけではない。

• 用途：隠し模様、偽造防止マーク、透明ディスプレイ、ガラス、スマートウィンドウ、ブランドの図柄。
• 価格と段階：正式な小売価格はなく、印刷工程と工業用途の開発が続いている。

植物セルロースから粉末、繊維用インク、装飾フィルムへ

Sparxellはケンブリッジ大学の関連技術をもとに設立されたスピンアウト企業で、植物由来セルロースナノ結晶（CNC）を原料とする。抽出したセルロースを水に分散させ、乾燥時にコレステリックならせん構造へ自己組織化させる。その周期構造が特定の波長を選択的に反射し、色を生む。

非ナノという分類は該当する完成品の分類であり、製造に使うセルロースナノ結晶という名称と混同しないようにしたい。生分解性、耐光性、適合性の情報も、個々の製品と試験条件に対応させて確認する必要がある。

2025年には、植物由来構造色を使った初の商用繊維インクが発売され、青のマット仕上げと光沢仕上げが登場した。2026年の資金調達と増産計画では、トン規模の生産と新たな工業市場を目指している。ただし、これは増産目標であり、全製品のトン単位での安定供給が完了したという意味ではない。

• 用途：繊維、皮革、化粧品、パーソナルケア、包装・食品包装の装飾、塗料、コーティング、アート材料、プラスチック製グリッターの代替品、フィルム、箔。
• 購入方法：主にサンプル提供、用途試験、共同開発、企業間見積もりで進められる。標準的なkg単価は公開されていない。仕様や購入条件のないネット上の価格だけでは、費用を適切に比較しにくい。

商業化の進展と消費財への可能性

以下は技術、商業化、用途の見通しに関する本記事の定性的な評価であり、企業が公表した認証等級ではない。

三次元周期配列が生む鮮やかな虹彩

日本のartienceが開発する材料は、単分散微粒子を三次元周期配列にした典型的なコロイドフォトニック結晶だ。反射波長、反射強度、半値全幅、対応基材などが公開され、用途を判断しやすい。

最も目立つ特徴は角度による変色だ。正面では赤く見える面も、傾けると反射ピークが短波長側へ移り、黄色や緑色に見えることがある。高級包装、アート、自動車内装、玩具、ブランド表示、偽造防止、特殊装飾には魅力がある。一方、どの角度でも同じ色が求められる一般的な室内壁塗料には、必ずしも向かない。

価格：企業向けの見積もり方式で、標準小売価格は公開されていない。

粒径で色を決め、熱処理で固定する

物質・材料研究機構（NIMS）が2026年に発表した研究では、シリカコロイド粒子から人工オパールを作り、ディップコーティングによってガラス、セラミックス、曲面、さらには粗い素焼き陶器にも構造色を形成した。

固定していないシリカ粒子は、こすると落ちやすい。熱処理と疎水処理は耐水性・耐摩耗性を高め、日常使用に近い条件でも色を保つために役立つ。シリカ自体は比較的安価で安定し、紫外線にも強いが、自己組織化と固定化の工程は一般的な釉薬ほど成熟していない。

• 市場：タイル、陶磁器の食器、ガラス瓶、高級酒の瓶、建築用ガラス、アートガラス、高級品包装、陶磁器装飾。
• 価格と段階：研究技術の段階で、完成品の商用価格はない。

静的な色から可逆的な応答へ

2026年のSiO₂/HBA応答型構造色材料は、光学構造と弾性材料を組み合わせている。伸ばすと構造間隔が変わり、反射色も連続的に変化する。水分によっても可逆的な変色が起こる。

色の変化は従来の色素ではなく、構造変化によって生じる。ひずみセンサー、圧力検出、ロボットの皮膚、ウェアラブル機器、スポーツ用品、スマートラベル、偽造防止、軍用・ロボット用カモフラージュなどが用途として考えられる。現在は研究材料であり、商品価格はない。

精密な構造を一粒ずつの内部に収める

従来の構造色は、薄膜全体の精密な配列に依存することが多く、普通の顔料のように塗料へ混ぜるのが難しい。ブロック共重合体（BCP）では、発色構造を微小球の内部に作り、粒子そのものをフォトニック顔料にすることを目指している。

理想的な製品形態は、塗料メーカーが指定色のフォトニック微小球粉末を購入し、水性塗料、ポリウレタン、その他の樹脂、インク、プラスチック、化粧品に配合できるものだ。2025年の別の研究では、BCP構造色粒子を水性ポリウレタンバインダーに混ぜ、構造色塗料を作っている。

主な課題：高分子合成の複雑さ、比較的高いコスト、粒子の均一性、トン規模の製造。現在は研究からパイロット生産への移行を探る段階で、成熟した汎用顔料とはまだ言えない。

短距離秩序と長距離無秩序による非虹彩色

規則的なフォトニック結晶は見る角度によって色が変わりやすいが、日常の塗料、プラスチック、包装では安定した色が望まれる。2025年のバイオベース・ボトルブラシブロック共重合体（BBCP）顔料は、水、植物油、分解可能なボトルブラシブロック共重合体を使い、短距離秩序と長距離無秩序を持つフォトニックガラスを形成する。

• 発色：非虹彩性の赤、緑、青を実現。構造色では得にくい、純度の高い赤も含まれる。
• 実用上の意味：粒子の向きや観察角による色の変化を減らし、普通の顔料に近い使い方へつなげられる。
• 想定用途：塗料、プラスチック、包装、化粧品、インク。
• 商業化の段階：低コスト製造の開発が必要で、商用価格はまだない。

工業用基材を薄膜光共振器の一部にする

2025年の半金属構造色技術では、ビスマス（Bi）、アルミナ（Al₂O₃）、下地の基材で光共振器を構成し、ステンレスやシリコンなどの工業表面を発色に利用する。代表的な設計は、約10 nmの超薄ビスマス層と数百nm級のアルミナ誘電体層からなる。

• 利点：膜が非常に薄く、色純度と角度安定性に優れ、金や銀などの貴金属を背面反射層に使う必要がない。
• 用途：電子機器筐体、金属装飾、建築用金属パネル、ステンレス製品、自動車部品、航空宇宙部品。
• 製造条件：物理蒸着、スパッタリング、蒸着などの真空設備が必要。費用の考え方は半導体製造や工業表面処理に近く、一般的な顔料を容器単位で購入する場合とは単純に比較できない。

色域面積はRec.2020の約1.06倍

2026年にNature Communicationsで発表されたシリカ・窒化ケイ素（SiO₂–Si₃N₄）の全誘電体積層メタサーフェスは、理想に近い狭帯域構造色を実現した。報告された色域面積はRec.2020の約1.06倍。ただし、これは面積の比較であり、あらゆる表示性能が同規格を上回ることを意味しない。

• 用途：高性能ディスプレイ、マイクロディスプレイ、AR・VR機器、偽造防止、高密度光情報記録、カラーフィルター、センサー。
• コスト上の制約：ナノ加工は高価で、一般塗装の市場で1 kg当たり概算457円～2,056円程度の従来顔料と短期的に競争するのは難しい。主な価値は高性能光学デバイスにある。

高い反射率と極めて狭い赤色反射ピーク

2026年の酸化インジウムスズ（ITO）二層ナノ格子研究では、導波モード共鳴によって狭帯域構造色を得ている。代表的な赤色反射ピークは625 nmにある。

半値全幅8 nmは、反射スペクトルが非常に狭い範囲に集中し、高純度の色を得やすいことを示す。通常の顔料の反射スペクトルはもっと広い。この構造は表示画素、光フィルター、超薄型ディスプレイ、偽造防止ラベル、センサーに向くが、安価な汎用顔料ではなくナノデバイス技術の段階にある。

セルロースナノ結晶膜とエアロゲルの二層構造

2026年の研究では、セルロースナノ結晶の構造色膜とセルロースエアロゲルを重ね、発色と日中の受動放射冷却を両立した。直射日光下で、試料温度が周囲温度を約1.9°C下回ったと報告されている。

中国の複数都市を対象にしたモデル計算では、冷房エネルギーを55%超削減できる可能性が示された。ただし、特定条件のモデル結果であり、どの建物でも得られる実測省エネ率ではない。試料で実測した1.9°Cの温度差と直接同一視することもできない。

• 材料の価値：一般的な赤、青、黒の顔料は日光の一部を吸収して熱くなる。構造色なら反射スペクトルを設計し、色を出しながら太陽光吸収を抑えられるため、有色の冷却表面を作る新たな選択肢となる。
• 想定用途：建物の外壁、屋根、自動車、日よけ、屋外設備、テント、衣服。
• 現在の段階：研究材料であり、製品の耐久性、コスト、省エネ効果は引き続き検証が必要。

完成品、企業の開発品、研究材料を分けて見る

構造色の完成品、原材料、研究用試薬では価格の意味が異なる。先端材料の多くは企業案件ごとの見積もりで、公開価格も仕様、購入量、加工条件と併せて読む必要がある。

• 神戸大学のSi@SiO₂コアシェル構造色：未販売で、完成品の公開価格はない。
• 神戸大学のシリコン構造色インクジェットインク：未販売で、正式な小売価格はない。
• Sparxellのセルロース構造色顔料：商業化が始まっており、企業向け見積もりで対応。
• artienceのフォトニック結晶構造色：企業の開発品で、用途別の見積もり。
• NIMSのシリカ人工オパール：研究技術で、商品価格はない。
• ブロック共重合体フォトニック顔料：主に研究段階。
• メタサーフェス構造色：デバイスの設計・加工コストで評価する。
• 市販の干渉系エフェクト顔料：広く販売され、小容量の小売製品もある。
• 中国の一部フォトニック結晶顔料メーカー：企業向け調達サイトに価格表示があるが、材料の実体と試験データの確認が必要。

公開価格の2例を日本円で比較

以下は2026年9月9日の参考為替レートを用いて日本円で表示した価格で、公開価格を比較するための目安となる。送料、輸入時の費用、決済レートなどを含む実際の購入総額とは異なる場合がある。

最初の価格は、中国の供給業者が企業向け調達サイトに掲載した、フォトニック結晶構造色顔料をうたう製品の価格だ。業界全体の標準価格ではなく、名称だけで品質も判断できない。購入時には技術データシート、走査電子顕微鏡画像、反射スペクトル、粒径分布、耐候性、ロット間の安定性を確認したい。

日本のPIGMENT TOKYOが販売するScales Colorは、薄膜干渉を利用するエフェクト顔料だ。雲母基材とチタン系の黒色層により干渉と角度変色を生む。広義には物理構造・干渉効果顔料に含まれるが、シリコンナノ球やコロイドフォトニック結晶などの新材料とは構造が異なる。

二つの価格例から見えるのは、成熟したエフェクト顔料なら、この例では1 g当たり約132円の小容量商品がある一方、新しいナノフォトニック顔料は依然高価だったり、公開価格がなかったりするという違いだ。性能、製品形態、購入量が異なるため、g単価だけで比較するのは難しい。

ヒドロキシプロピルセルロースを例に考える

ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）自体にも、コレステリック液晶による構造色を形成する性質がある。研究用試薬の価格は原料費の目安にはなるが、配合、塗工、品質管理を経た工業用構造色製品の価格ではない。

こちらも2026年9月9日の参考為替レートに基づく表示。構造色製造の主なコストは、次の工程や要件に集中する。

• 粒径と構造の制御：粒子を十分に均一にし、微細構造を正確に再現する必要がある。
• 安定した自己組織化：配列を維持し、乾燥時の崩壊や塗工時の発色構造の破損を防ぐ。
• ロット間の一貫性：色、反射スペクトル、施工性を製造ロットごとにそろえる。
• 使用時の耐久性：水、樹脂、保護層で色が大きく損なわれず、耐候性と密着性も満たす必要がある。
• 製品検証：毒性、規制、用途別の要求への対応にも開発・検証費用がかかる。

シリコンやセルロースの原料が安価でも、構造色顔料を安く量産できるとは限らない。微細構造を安定して作り、実使用に耐えさせることが、一般顔料とのコスト差を生む主な理由だ。

製品化の進展と用途の可能性から見た順序

以下は、商業化の進展、市場の可能性、日常製品への採用見込みを総合した見方だ。個別の実験性能や、正式な技術成熟度によるランキングではない。

• 1位：Sparxellのセルロース構造色。商業化が始まり、衣服、包装、化粧品が初期の用途となっている。
• 2位：Si@SiO₂のミー共鳴構造色。産業化開発が進み、自動車、包装、家電・電子機器の表面への応用に注目したい。
• 3位：artienceのフォトニック結晶。企業の開発品があり、装飾、包装、アートに向く。
• 4位：シリコンインクジェット構造色。印刷実証を終え、工業応用へ近づいている。偽造防止、印刷、透明ディスプレイが候補。
• 5位：シリカ人工オパール。自己組織化と固定化が改善され、セラミックスとガラスが主な市場となる。
• 6位：ブロック共重合体構造色微小球。実験室からパイロット生産への移行を探り、インク、塗料、化粧品を目指す。
• 7位：応答型フォトニックエラストマー。実験室段階で、ウェアラブル機器とセンサーに可能性がある。
• 8位：構造色と放射冷却。発色と冷却の両立を実験で示しており、建築と自動車への展開が注目点。
• 9位：ビスマス／アルミナ光共振器。特殊製造を必要とし、金属製品や電子機器の表面処理への応用が考えられる。
• 10位：メタサーフェス構造色。高性能ナノデバイスが中心で、表示、偽造防止、AR・VRが主な用途。

技術開発の焦点は、高色純度、低虹彩性、確かな動的応答、印刷性、量産性、多機能化へと定まりつつある。ただし、各技術が狙う市場は同じではない。表示画素に適した材料が、そのまま建物の大面積塗装にも適するわけではない。

シリコンコアシェルナノ球：実験性能を工業施工へつなげる

2026年9月のSi@SiO₂技術は、低虹彩性、高光沢、薄い発色層、立体表面への着色、透明保護層との両立で前進した。今後の普及速度を決めるのは、大面積施工、長期耐候性、ロット間の安定性、製造コストだ。従来の構造色塗膜の難点を実験で緩和したが、成熟した自動車用塗料になるには検証が残る。

植物由来セルロース顔料：消費財への実際の採用を見る

化粧品、衣服、包装、グリッター、インクなどの大規模市場をすでに目指し、商品も登場している。今後は色の選択肢、配合ごとの相性、安定供給、既存顔料と比べた総コストが重要になる。

構造色と機能材料：色そのものが情報や性能を担う

構造色には、圧力検出、湿度表示、偽造防止コード、熱管理、透明表示、太陽電池モジュールの装飾層といった役割もある。SiO₂/HBAの伸長範囲110%、スペクトル移動253 nm、応答速度6.7 nm/msは、色と力学応答を組み合わせる可能性を示す。セルロース二層材料は、色と受動冷却の両立を示した。一つの材料層で、着色と実用機能を同時に担えることに価値がある。