Когда свет попадает на множество упорядоченных структур в тонких объектах, возникают такие реакции, как преломление, диффузное отражение и дифракция, что приводит к структурным цветам, таким как оттенки крыльев насекомых и птиц. Китайская исследовательская группа из Университета Вестлейк вдохновилась этим явлением и разработала технологию полноцветной печати без чернил. Об этом сообщает Информационное агентство Синьхуа.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, сообщается, как научная группа разработала композитную пленку, состоящую из сверхтвердых керамических материалов, и использовала сверхбыстрый лазер для изготовления микронаноструктур на поверхности пленки, предложив новую идею для промышленного применения технологии бескрасочной лазерной цветной печати.
Ежегодные глобальные продажи принтеров достигли сотен миллионов. Широко используемые струйные или лазерные цветные принтеры требуют много чернил или тонера. Чернила содержат летучие вредные вещества, такие как свинец, кадмий и ртуть. Тонер выделяет мелкие частицы, которые могут поглощаться человеческим организмом, нанося вред окружающей среде и здоровью человека.
Тем не менее, согласно исследованию, структурный цвет отличается долговечностью, высоким разрешением и безвредностью для окружающей среды. Следовательно, он становится привлекательным методом во многих приложениях. Но в этих приложениях есть проблемы, такие как узкая цветовая гамма, ограниченное количество материалов и легкое выцветание.
Исследовательская группа разработала новую "бумагу", композитную керамическую пленку толщиной около 110 нанометров, что составляет одну тысячную толщины человеческого волоса.
Пленка состоит из трех слоев. Нижний слой представляет собой золотоподобный нитрид титана, который действует как отражающий слой, блокирующий свет и увеличивающий яркость. Промежуточный слой представляет собой диэлектрик из нитрида алюминия и титана с высокими потерями, который может регулировать поглощение естественного света. Верхний слой – оксид алюминия.
При воздействии сверхбыстрого лазера на поверхность нитрида алюминия-титана образуется дополнительная прозрачная тонкая пленка оксида алюминия, которая вместе с нитридом алюминия-титана регулирует поглощаемый естественный свет.
Команда применила лазер к пленке и контролировала энергию или скорость сканирования лазера, чтобы изменить толщину пленки оксида алюминия и пленки нитрида алюминия-титана.
После изменения толщины естественный свет будет формировать специфические отраженные цвета за счет сложного интерференционного эффекта между тремя слоями, формируя, таким образом, разные цвета.
Используя различные методы, исследователи провели анализ материала областей, окрашенных лазером, и подтвердили, что наблюдаемые цвета были вызваны оксидным слоем, индуцированным лазером, говорится в исследовании.
Эта технология обеспечивает полноцветную бескрасочную печать с высокой скоростью и высоким разрешением, отображая почти 90% стандартного RGB-цвета, что лучше, чем у современной широко распространенной технологии лазерной окраски.
Кто мы такие: О нас и Контакты. Как мы пишем новости и наши принципы: Редакционный кодекс. Мы старались, если вам понравилось – задонатьте.
Если Вы заметили орфографическую ошибку, напишите нам.