粒子径の揃ったコロイド粒子は、機能性光学材料を構築するための基本構成要素（building blocks）として広く利用されている。溶媒中に分散したコロイド粒子は、蒸発誘起集積過程において静電相互作用、毛管力およびファンデルワールス力などを駆動力として自己組織化し、長距離秩序を有するコロイド結晶を形成する。形成されるコロイド結晶は、粒子間距離を維持して配列する非接触型コロイド結晶と、粒子が最密充填構造を形成する近接充填型コロイド結晶に大別される。これらは粒子径、粒子間距離、および屈折率コントラストに応じて異なる光学特性を示す。 　コロイド結晶は光波長と同程度の周期構造を有することから、ブラッグ回折に基づく選択反射、ストップバンドギャップ（SBG）、さらにはフォトニックバンドギャップなどの特異な光学機能を発現し、光の伝播や局在化を制御できる。そのため、フォトニック結晶、光学フィルター、センサー、レーザー共振器などの高度光機能デバイスへの応用が期待されている。また、可視光域における選択反射を利用することで、色素を用いない構造色材料としても活用されている。 一方、構造色材料の実用化において課題となる虹彩性を抑制するため、近年では長距離秩序を持たないアモルファス構造あるいはガラス構造を有するコロイド粒子集合体も開発されている。これらは短距離秩序に由来する散乱現象を利用することで、観察角度によらない非虹彩性構造色を実現でき、インク、塗料および化粧品などへの応用が進められている。 　本図は、コロイド粒子を出発点として自己組織化により規則構造を形成し、その構造に由来する光学機能を活用して構造色材料およびフォトニック結晶材料へ展開する一連の流れを模式的に示したものである。

図：コロイド自己組織化によるナノフォトニック材料形成の概念