Az új tanulmány szerint egy lézernyomtató, amely "képeket" készít a miniatűr méretekben, színes fényképeket készíthet, amelyek az idő múlásával nem fakulnak el, ahogy a tinta.
A Dán Műszaki Egyetem kutatói egy olyan polimer és félvezető fémlemezt készítettek, amely olyan színeket tükröz, amelyek soha nem halványulnak el, apró, különböző hullámhosszú fényt elbontó, abszorbeáló és visszaverő szerkezetek felhasználásával. Az anyagból készült bevonatot soha nem kellene újrafesteni, és a kapott kép idővel megőrizné élénk képeit - mondta a tudósok.
Ez a nyomtatási folyamat lehetővé teszi az emberek számára, hogy konkrétabb színeket válasszanak, mivel a pontos hullámhosszok megválaszthatók, ami azt jelenti, hogy kevesebb találgatás jár a pigmentek keverésével és a színes diagramok összehasonlításával - mondta a kutatók. Ugyanez a módszer alkalmazható vízjelek készítésére, sőt titkosításra és adattárolásra is - mondta a kutatók.
Ebben a technikában a képeket egy lézerrel nyomtatják ki, amelyet egy rétegben műanyagból, a tetején germániumból készítenek. A lemezeket úgy állítják elő, hogy nanométeres vékony rétegeket polimerből és germániumból alakzatokba, kis hengerekbe és tömbökbe raknak, amelyek egyikének mérete nem haladja meg a 100 nanométert. (Összehasonlításképpen: az emberi haj átlagos szálja körülbelül 100 000 nanométer.)
"Nano-lenyomatot állítunk elő" - mondta a Live Sciencenek a tanulmány vezető szerzője, Xiaolong Zhu, a dán Műszaki Egyetem nanotechnológiai kutatója.
A lézernyomtatóhoz hasonlóan a lézer átalakítja az apró struktúrákat olvadással. Az apró léptékű lézer intenzitásának változása eltérően megolvasztja a szerkezeteket, így különböző geometriákat vesznek fel.
Ez az oka annak, hogy a képfelbontás olyan finom lehet - mondta a kutatók. A tintasugaras nyomtatóból vagy lézernyomtatóból származó kép általában 300–2 400 pont / hüvelyk. A nanométer méretű pixel több ezer alkalommal kisebb, ez azt jelenti, hogy 100 000 pont / hüvelyk felbontású - mondta a kutatók. Valójában az egész pixelgyűjtemény a felhőkarcolók, kupolák és tornyok miniatűr városára hasonlít.
Amikor a fehér fény eléri a különféle formákat, akkor visszaverhet, meghajolhat vagy diffrakcióval járhat - mondta a kutatók. Mivel az alakok olyan kicsik, egyesek nem tükrözik bizonyos hullámhosszokat, mások szétszórják vagy visszapattanják a fényt. Ennek eredményeként az a személy lát egy színt, a forma konkrét mintázatától függően, a tanulmány szerint.
A pillangószárnyak és a madártoll hasonló módon működnek - mondta Zhu. Az apró struktúrák lefedik a pillangó szárnyát vagy a madártollot, és specifikus módon szórják meg a fényt, így az emberek látják a színeket. A pillangók szárnyai ugyanakkor átadják a fény egy részét, és irizációt eredményeznek. Zhu és munkatársai ennél pontosabban fogalmaztak meg - a germánium és a polimer kombinációja azt jelenti, hogy képesek ellenőrizni, hogy a fény mely hullámhosszai tükröződnek egy adott ponton, vagy sem, tehát nem eredményezik irizáló hatást. Ez azt jelenti, hogy élénk, egyedi színek vannak, ahol akarják - mondta a kutatók.
Mivel a színek a lapok szerkezetébe épülnek be, a fény hatására nem fognak elhalványulniuk a pigmenteknek, mondja a tanulmány. Például a szokásos festék elhalványul, amikor a napfény eléri, mert az ultraibolya fény lebontja a pigmentet alkotó vegyszereket. Ráadásul a festék vagy a tinta oxidálódhat vagy lerakódhat, ha oldószereknek, például nagy teljesítményű mosószereknek van kitéve. (Csak csepegtessen vizet egy tintasugaras képre, és ellenőrizheti, hogy a tinta hígul és fut.) A régi remekműveken még a "fémszappanok" nevű jelenség is létezik, amely a komplex kémián alapul, amely a festékek öregedésekor alakul ki, a Chemical & Engineering szerint Hírek.
Technikájuk felhasználásával Zhu és kollégái apró képeket készítettek a Mona Lizáról és a dán fizikus Niels Bohr arcképeiről, valamint egy egyszerű képet egy nőről és egy hídról, amelyek mindegyike körülbelül 2,5 cm volt.
Az ilyen típusú nyomtatók tömeges előállítása érdekében a kutatóknak csökkenteniük kellene a lézertechnológiát, és különféle anyagokra lehet szükségük a laprétegekhez - mondta a kutatók. Ennek az anyagnak nagy törésmutatóval kell rendelkeznie, azaz nagyon sok hajlítja a fényt és elnyeli a fényt a lézerhez kiválasztott hullámhosszon. Kísérleteik során a tudósok a zöld fényt választották a hullámhosszra, és az anyag szilikonnal kísérleteztek, amely szerint Zhu szerint a zöld lézerfény nem absorbálja olyan hatékonyan.
Még a germánium is lehetséges, mert nem túl drága. "Néhány kilogramm fedezheti a futballpályát" - mondta, megjegyezve, hogy a germánium és a polimer rétegek vastagsága csak 50 nanométer. A germánium azonban nem feltétlenül a legjobb megoldás, mivel nem ad zöld színt jól - mondta Zhu.
Az új tanulmány a Science Advances folyóirat május 3-i számában jelent meg.
