Colloidal crystals are three-dimensionally periodic
lattices assembled from monodispersed spherical colloids.
The ability to crystallize spherical colloids into
spatially periodic structures has enabled interesting
and often useful functionality not only from the constituent
colloidal particles, but also from the long-range
order exhibited by these periodic structures.
A variety of methods by which to assemble spherical
colloids into crystalline lattices have been successfully
demonstrated, with notable examples including sedimentation
in a gravitational field, crystallization through
attractive capillary forces caused by solvent evaporation,
and self-organization via entropic forces or repulsive
electrostatic interactions.
Similar to the diffraction of X-rays from atomic
and molecular crystals, crystalline lattices of spherical
colloids diffract light according to the Bragg equation.
These periodic structures have also been actively
explored as functional components in fabricating new
types of diffractive devices such as filters and switches,
smart optical sensors, and photonic bandgap structures.
Recent studies on the unique optical properties of
these materials, often referred to as photonic bandgap
crystals, have lead to a new and exciting field of
research.
コロイド結晶とは単分散なコロイド粒子が結晶格子状に3次元的に規則配列したものである。このコロイド結晶は粒子が自己組織的に配列するということで非常に興味深いが，その粒子特性だけでなく，長距離的な秩序構造に由来して，種々の機能性材料として期待されている。
単分散粒子を配列させてコロイド結晶を作製するためには，重力による粒子の沈降堆積を利用する方法や粒子分散液の溶媒の蒸発に伴う毛管力を利用する方法，あるいは粒子分散液中での粒子間の静電反発を利用する方法など種々の方法が知られている。
このコロイド結晶は原子や分子の結晶がＸ線を回折するように，ブラッグの条件に従って光を回折する。その特性を利用して新たな光学デバイス(フィルター，スイッチ，センサー)
として検討が進められている。特に最近，フォトニック結晶への可能性が期待され，精力的に研究が進められている。
