Met Laser Bedrukte Nanotech Maakt Kleuren Die Nooit Vervagen

{h1}

Laserprinters die afbeeldingen op minuscule schalen 'vormen', kunnen op een dag kleurenfoto's maken die na verloop van tijd niet vervagen zoals inkt, volgens een nieuwe studie.

Laserprinters die afbeeldingen op minuscule schalen 'vormen', kunnen op een dag kleurenfoto's maken die na verloop van tijd niet vervagen zoals inkt, volgens een nieuwe studie.

Onderzoekers van de Technische Universiteit van Denemarken hebben een vel polymeer en halfgeleidermetaal gemaakt dat kleuren reflecteert die nooit vervagen, met behulp van kleine structuren die licht van verschillende golflengten buigen, absorberen en weerkaatsen. Een coating gemaakt van het materiaal zou nooit opnieuw moeten worden geschilderd en het resulterende beeld zou zijn levendigheid behouden in de tijd, aldus de wetenschappers.

Dit afdrukproces stelt mensen ook in staat om meer specifieke kleuren te kiezen, omdat exacte golflengten kunnen worden geselecteerd, wat betekent dat er minder giswerk is met het mengen van pigmenten en het vergelijken van kleurenkaarten, aldus de onderzoekers. Dezelfde techniek kan worden toegepast op het maken van watermerken of zelfs codering en gegevensopslag, aldus de onderzoekers. [De 10 vreemdste dingen gemaakt door 3D-printen]

In deze techniek worden de afbeeldingen afgedrukt met een laser, die wordt afgevuurd op een plaat van plastic op één laag en germanium daarover. De vellen worden gemaakt door nanometer-dunne lagen van polymeer en germanium af te zetten in vormen, kleine cilinders en blokken, geen van meer dan 100 nanometer breed. (Ter vergelijking: een gemiddelde haarlok is ongeveer 100.000 nanometer breed.)

"We genereren een nano-afdruk," vertelde hoofdauteur Xiaolong Zhu, een nanotechnologieonderzoeker aan de Technische Universiteit van Denemarken, aan WordsSideKick.com.

Vergelijkbaar met wat een laserprinter doet, transformeert de laser de kleine structuren door ze te smelten. Door de intensiteit van de laser op minuscule schalen te variëren, smelten de structuren anders, zodat ze verschillende geometrieën aannemen.

Daarom kan de beeldresolutie zo goed zijn, zeiden de onderzoekers. Een afbeelding van een inkjetprinter of laserprinter bestaat typisch uit 300 tot 2400 dots per inch. Een pixel van nanometerformaat is duizenden malen kleiner, wat een resolutie van 100.000 dots per inch betekent, aldus de onderzoekers. In feite lijkt de hele verzameling pixels op een miniatuurstad met wolkenkrabbers, koepels en torens.

Dit zijn voorbeelden van met laser geprinte kleurenpatronen met 127.000 dots per inch.

Dit zijn voorbeelden van met laser geprinte kleurenpatronen met 127.000 dots per inch.

Krediet: technische universiteit van Denemarken

Wanneer wit licht de verschillende vormen raakt, kan het reflecteren, gebogen of afgebogen zijn, aldus de onderzoekers. Omdat de vormen zo klein zijn, zullen sommige niet bepaalde golflengten weergeven, terwijl andere het licht verspreiden of stuiteren. Het resultaat is dat een persoon een kleur ziet, afhankelijk van het specifieke patroon van vormen, volgens de studie.

Vlindervleugels en vogelveren werken op dezelfde manier, zei Zhu. Kleine structuren bedekken de vleugel van de vlinder of de veer van een vogel, verspreiden het licht op specifieke manieren en maken de kleuren die mensen zien. Vlindervleugels zenden echter wat van het licht uit, waardoor irisatie ontstaat, aldus de onderzoekers. Zhu en zijn collega's werden specifieker dan dat - de combinatie van germanium en polymeer betekent dat ze kunnen regelen welke golflengtes van licht vanaf een bepaalde plek worden gereflecteerd of niet, dus produceren ze niet het iriserende effect. Dit betekent levendige, afzonderlijke kleuren waar ze ze willen hebben, aldus de onderzoekers.

Aangezien de kleuren zijn ingebouwd in de structuur van de vellen, zullen ze niet vervagen zoals pigmenten doen bij blootstelling aan licht, aldus de studie. Normale verf vervaagt bijvoorbeeld wanneer zonlicht het raakt, omdat het ultraviolette licht de chemicaliën die het pigment vormen, afbreekt. Bovendien kunnen verf of inkt oxideren of loskomen bij blootstelling aan oplosmiddelen, zoals wasmiddelen voor zwaar gebruik. (Druppel gewoon water op een inkjetafbeelding, en je kunt de inkt verdunnen en zien rennen.) Op oude meesterwerken is er zelfs een fenomeen dat 'metaalzepen' wordt genoemd, gebaseerd op de complexe chemie die optreedt als verven ouder worden, volgens Chemical & Engineering Nieuws.

Zhu en zijn collega's gebruikten hun techniek om kleine foto's te maken van de Mona Lisa en een portret van de Deense natuurkundige Niels Bohr, evenals een eenvoudige foto van een vrouw en een brug, elk ongeveer 1 inch (2,5 centimeter) breed.

Om dit soort printers massaal te produceren, zouden onderzoekers de lasertechnologie kleiner moeten maken en misschien een ander materiaal voor de lagen van vellen nodig hebben, aldus de onderzoekers. Dat materiaal zou een hoge brekingsindex moeten hebben, wat betekent dat het veel licht buigt en licht absorbeert op de golflengte gekozen voor de laser, voegde ze eraan toe. In hun experimenten kozen de wetenschappers voor groen licht voor de golflengte en experimenteerden ze met silicium voor het materiaal, dat volgens Zhu het groene laserlicht niet zo efficiënt absorbeert.

Zelfs germanium is echter een mogelijkheid, omdat het niet te duur is. "Een paar kilo kan een voetbalveld bestrijken," zei hij, erop wijzend dat de germanium- en polymeerlagen slechts tot 50 nanometer dik zijn. Germanium is echter niet noodzakelijk de beste optie, omdat het niet goed groene kleuren produceert, zei Zhu.

De nieuwe studie verschijnt in het 3 mei nummer van het tijdschrift Science Advances.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com