Exotische und lebendige Farben kommen in der Natur aufgrund von Pigmentierungen auf natürliche Weise vor. Die Natur kann jedoch auch ein ganzes Spektrum auffälliger Farben darstellen, indem sie Oberflächenstrukturen im Nanomaßstab aufbaut. Kreaturen mit komplizierter physikalischer Ästhetik, wie Pfauenfedern oder ReicheMuster auf den Flügeln eines Schmetterlings, erreichen diese Art von hoher Farbauflösung aufgrund der kleinen Anordnung von deutlich geformten Objekten auf ihren Oberflächen. Diese natürlich vorkommende Farbstruktur wurde von einem Forscherteam aus der Technische Universität Dänemark DTU. Sie haben eine Laserdrucktechnik entwickelt, für die keine Tinte erforderlich ist.
Laserdruck ohne Tinte
Eine Laserdrucktechnik, entwickelt von Anders Kristensen und sein DTU-Team ist in der Lage, hochauflösende Bilder zu erstellen, ohne zu verblassen und ohne Tinte. Das Team hat ein Material namens erstellt. Metaoberfläche , bestehend aus 60 Nanometer hohe Kunststoffsäulen. Die Oberfläche des Materials ist nur mit einer Germaniumbeschichtung versehen. 35 Nanometer in der Dicke werden dann Halbleiter auf den Säulen oder Säulen platziert.
[Bildquelle : Technische Universität Dänemark ]
Kristensens Team hat dann die Metaoberfläche mit einem leistungsstarken Laser gesprengt, der jede Säule auf mehr als 1000 ° C für nur wenige Nanosekunden. Die Germaniumschicht an der Spitze der Säulen ändert sich die Form beim Erhitzen und ändert folglich die Farbe des reflektierten Lichts, wodurch eine Farbanzeige sichtbar wird. Verschiedene Laserintensitäten erzeugen unterschiedliche Wellenlängen von Farben. Beispielsweise reflektieren Laserstrahlen geringer Intensität blaues Lichtund Explosionen mit höherer Intensität geben Rot- und Gelbtöne ab. Durch Kalibrieren der Materialoberfläche kann jede Säule eine andere Farbe reflektieren und das Drucken verschiedener Bilder ermöglichen.
[Bildquelle : Technische Universität Dänemark ]
Die Metaoberflächenspalten haben einen Abstand von nur einigen zehn Nanometern, wodurch das Team Zehntausende von Farbpunkten über jeden Zentimeter der Oberfläche verdichten kann. In Abschnitt C des obigen Fotos befinden sich die angezeigten gedruckten Bilder in der Nähe. 50 Nanometer in der Breite und mit einer Auflösung von 127.000 DPI Punkte pro Zoll. Um einen Eindruck von dieser DPI-Stufe zu erhalten, wird nur ein iPhone 7-Bildschirm angezeigt. 326 DPI . Einer der größten Vorteile dieser Laserdrucktechnik besteht darin, dass das erzeugte Bild niemals verblasst, da die Farben nicht mit Pigmenten erzeugt werden. Eine vorgeschlagene Anwendung Bei dieser Technik werden Sicherheitsmuster oder Wasserzeichen gedruckt, die nicht entfernt werden können.
Unvollständiges Farbspektrum
Ein Nachteil dieser Laserdrucktechnologie ist, dass sie nicht in der Lage ist, die Farbe Grün zu erzeugen. Im Regenbogenspektrum befindet sich Grün in der Mitte und würde den Laser erfordern um eine Oberflächenstruktur zu strahlen und aufzubauen, die sowohl rotes als auch blaues Licht absorbiert. Teamleiter Kristensen denkt darüber nach, die Germaniumbeschichtung durch Silizium zu ersetzen, da das Material bei Verformung der Säulen ein etwas anderes Farbschema widerspiegeln würdeblaue und rote Farben, die mit der aktuellen Technik erzeugt werden, sind matt und weisen keine Schärfe auf.
[Bildquelle : Technische Universität Dänemark ]
Nachdem Kristensen die Farbe Grün erreicht hat, hofft er, das Vollfarbspektrum zu erzeugen. Das Team möchte das Metaoberflächenmaterial auch in einen Bildschirm verwandeln, auf dem dynamische Bilder angezeigt werden. Derzeit gibt es jedoch keine Möglichkeit dazuSpeichern von bewegten Bildern mit sehr hoher Auflösung im Metaoberflächenmaterial. Daher konzentriert sich das Team auf die Verwendung der Laserdrucktechnik in andere Anwendungen wie das Anpassen der Fahrzeuginnenausstattung und das Vereinfachen des Kunststoffrecyclings.
Quelle : Fortschritte in der Wissenschaft , DTU Nanotech