Podle nové studie mohou laserové tiskárny, které „vyřezávají“ obrázky v malém měřítku, jednou vyrobit barevné fotografie, které v průběhu času nezmizí tak, jako inkoust.
Vědci na Dánské technické univerzitě vytvořili list polymeru a polovodičového kovu, který odráží barvy, které nikdy nezmizí, pomocí malých struktur, které rozptylují, absorbují a odrážejí světlo různých vlnových délek. Vědci tvrdí, že povlak vyrobený z materiálu by nikdy nepotřeboval překreslení a výsledný obraz by si časem zachoval svoji vibraci.
Tento tiskový proces také umožňuje lidem volit konkrétnější barvy, protože lze vybrat přesné vlnové délky, což znamená, že míchání pigmentů a porovnávání barevných grafů je méně hádat, uvedli vědci. Stejná technika by mohla být použita při vytváření vodoznaků nebo dokonce šifrování a ukládání dat, uvedli vědci.
V této technice jsou obrázky tištěny laserem, který je vystřelen na fólii vyrobenou z plastu na jedné vrstvě a germania na vrcholu. Plechy jsou vyráběny nanesením nanometrických tenkých vrstev polymeru a germania na tvary, malé válce a bloky, přičemž žádná z nich nepřesahuje přes 100 nanometrů. (Pro srovnání, průměrný pramen lidských vlasů je široký asi 100 000 nanometrů.)
"Vytváříme nanotisk", řekl vedoucí studie Xiaolong Zhu, výzkumník nanotechnologií na Dánské technické univerzitě, pro Live Science.
Podobně jako laserová tiskárna laser přetváří drobné struktury jejich roztavením. Měnící se intenzita laseru v malém měřítku roztaví struktury odlišně, takže nabírají různé geometrie.
To je důvod, proč může být rozlišení obrazu tak jemné, uvedli vědci. Obrázek z inkoustové tiskárny nebo laserové tiskárny obvykle sestává z 300 až 2 400 bodů na palec. Vědci uvedli, že pixel nanometrů je tisícekrát menší, což znamená rozlišení 100 000 bodů na palec. Ve skutečnosti se celá sbírka pixelů podobá miniaturnímu městu mrakodrapů, kopulí a věží.
Když bílé světlo zasáhne různé tvary, může se odrážet, ohýbat nebo rozptylovat, uvedli vědci. Protože tvary jsou tak malé, některé neodrážejí určité vlnové délky, zatímco jiné rozptylují nebo odrazí světlo. Výsledkem je, že osoba vidí barvu, v závislosti na konkrétním vzoru tvarů, podle studie.
Motýlí křídla a ptačí peří fungují podobně, řekl Zhu. Drobné struktury pokrývají motýlí křídlo nebo ptačí pírko, rozptylují světlo zvláštním způsobem a vytvářejí barvy, které lidé vidí. Křídla motýla však přenášejí část světla a vytvářejí iridescenci. Zhu a jeho kolegové byli konkrétnější než to - kombinace germania a polymeru znamená, že mohou ovládat, které vlnové délky světla se odrážejí od daného místa nebo ne, takže nevyvolávají iridující efekt. Podle vědců to znamená živé, jednobarevné tam, kde je chtějí.
Vzhledem k tomu, že barvy jsou zabudovány do samotné struktury archů, nezmizí, jak pigmenty fungují, když jsou vystaveny světlu. Běžná barva například vybledne, když na ni dopadne sluneční světlo, protože ultrafialové světlo rozkládá chemikálie, které tvoří pigment. Kromě toho může barva nebo inkoust při vystavení rozpouštědlům, jako jsou vysoce odolné čisticí prostředky, oxidovat nebo vypadávat. (Stačí kapat vodu na inkoustový obraz a můžete sledovat, jak se inkoust zředí a běží.) Na starých mistrovských dílech je podle Chemie a inženýrství dokonce fenomén zvaný „kovová mýdla“ založený na složité chemii, která se objevuje jako stáří barev. Zprávy.
Zhu a jeho kolegové vytvořili pomocí své techniky malé obrázky Mony Lisy a portrét dánského fyzika Nielse Bohra, stejně jako jednoduchou fotografii ženy a mostu, každý o průměru asi 2,5 centimetrů.
Pro hromadnou výrobu tohoto typu tiskárny by vědci potřebovali zmenšit laserovou technologii a potřebovat jiný materiál pro vrstvy listů, uvedli vědci. Tento materiál by musel mít vysoký index lomu, což znamená, že hodně ohýbá světlo a absorbuje světlo na vlnové délce zvolené pro laser, dodali. V jejich experimentech si vědci vybrali zelené světlo pro vlnovou délku a experimentovali s křemíkem pro materiál, který Zhu řekl, neabsorbuje zelené laserové světlo tak účinně.
I germanium je však možnost, protože to není příliš drahé. „Fotbalové hřiště může pokrýt několik kilogramů,“ řekl a poznamenal, že vrstvy germania a polymeru mají tloušťku pouze 50 nanometrů. Germanium však nemusí být nutně tou nejlepší volbou, protože neprodukuje dobře zelené barvy, řekl Zhu.
Nová studie se objevuje v čísle 3. května časopisu Science Advances.
