日本物质材料研究所（NIMS）开发出了一种能发出从可见光到近红外波段等多种波长光线的微珠。这种微珠的大小在10微米（1微米为100万分之1米）左右，使用植物成分作为材料，易于制造。并且发光波长和光强会随微珠的大小、形状等产生变化，可以用于商品的防伪标签等。
图 微珠会根据吸收的光线显示多种颜色（供图：NIMS）
此次NIMS开发的微珠是一种可以吸收光线并发出与入射光不同颜色光线的“荧光体”。荧光体通常用于生产荧光笔墨水、生物标记和白光LED等。近年来，许多研究尝试在光体生产中使用柠檬酸、氨基酸等对环境友好型材料，但这些材料干燥变成固体后其发光强度就会降低。这是因为相邻的发光体会吸收彼此发出的光线。
本次使用的原料主要是由微生物发酵产生的聚赖氨酸和柠檬酸。二者可以通过水热合成法这种简单工艺制备荧光体。使用该方法制成的荧光体中，发光体之间的间隔较宽，即使在固态下也能保持发光强度。
制备得到的微珠能够吸收紫外线并发出蓝光，其颜色能够从蓝色变成黄色，从绿色变成橙色或红色，甚至它还能发出近红外波段的光。这种可以自由变换可见光和近红外等波段光线的发光材料，“即使在世界范围内也没有研究报告的先例”（NIMS长尾忠昭团队负责人）。研究人员认为，这种性质来自于发光体中掺入了氮杂质的影响。
由于微珠的发光波长和强度会随其大小、形状等发生变化，这种材料预计可应用于商品防伪标签等用途，防止假冒商品。此外，由于每颗微珠都可以被识别和追踪，因此在生命科学研究中有望用作追踪胚胎分裂的生物标记物。未来，NIMS将与英国埃克塞特大学开展合作研究，探讨如何将该技术应用于细胞成像领域。
相关研究成果现已发表在美国约翰威利国际出版集团（Wiley）出版的期刊《Advanced Science》上。
原文：《日本经济新闻》、2024/6/25
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Advanced Science (Wiley-VCH)
论文：Rare-Earth-Metal-Free Solid-State Fluorescent Carbonized-Polymer Microspheres for Unclonable Anti-Counterfeit Whispering-Gallery Emissions from Red to Near-Infrared Wavelengths
DOI：10.1002/advs.202400693
