Remiantis nauju tyrimu, lazeriniai spausdintuvai, „vaizduojantys“ vaizdus mažomis masteliais, vieną dieną galėtų padaryti spalvotas nuotraukas, kurios laikui bėgant neišbluktų, kaip tai daro rašalas.
Danijos technikos universiteto tyrėjai pagamino polimero ir puslaidininkio metalo lakštus, atspindinčius spalvas, kurios niekada neišbluktų, naudodamos mažytes struktūras, kurios difrakcijos, sugeria ir atspindi skirtingo bangos ilgio šviesą. Iš medžiagos pagamintos dangos niekada nereikės perdažyti, o gautas vaizdas laikui bėgant išlaikys gyvybingumą, teigė mokslininkai.
Šis spausdinimo procesas taip pat leidžia žmonėms pasirinkti konkretesnes spalvas, nes galima pasirinkti tikslius bangos ilgius, tai reiškia, kad pigiau maišyti pigmentus ir lyginti spalvų diagramas yra mažiau spėlionių, teigė tyrėjai. Tyrėjai teigė, kad tokia pati technika gali būti naudojama gaminant vandens ženklus ar net šifruojant ir saugojant duomenis.
Taikant šią techniką, vaizdai atspausdinami lazeriu, kuris išmetamas ant plastiko lakšto, ant kurio vienas sluoksnis, ir iš germanio, ant kurio viršaus. Lakštai gaminami dengiant nanometrais plonus polimero ir germanio sluoksnius į formas, mažus cilindrus ir blokelius, kurių nė vieno skersmuo ne didesnis kaip 100 nanometrų. (Palyginimui, vidutinis žmogaus plaukų sruogų plotis yra apie 100 000 nanometrų.)
„Mes sukuriame nano atspaudą“, - „Live Science“ pasakojo tyrimo vedantis autorius Xiaolong Zhu, Danijos technikos universiteto nanotechnologijų tyrėjas.
Panašiai kaip tai daro lazerinis spausdintuvas, lazeris formuoja mažytes struktūras, jas tirpdydamas. Keičiant lazerio intensyvumą mažomis skalėmis, struktūros ištirpsta skirtingai, todėl jos įgauna skirtingą geometriją.
Štai kodėl vaizdo skiriamoji geba gali būti tokia puiki, teigė tyrėjai. Vaizdas iš rašalinio spausdintuvo ar lazerinio spausdintuvo paprastai būna nuo 300 iki 2400 taškų colyje. Nanometro dydžio pikselis yra tūkstančius kartų mažesnis, tai reiškia 100 000 taškų colyje skiriamąją gebą, teigė tyrėjai. Tiesą sakant, visa taškų kolekcija primena miniatiūrinį dangoraižių, kupolų ir bokštų miestą.
Kai balta šviesa pasiekia įvairias formas, ji gali atspindėti, būti sulenkta ar difrakcija, teigė tyrėjai. Kadangi figūros yra tokios mažos, kai kurios neatspindės tam tikrų bangų ilgių, o kitos išsklaidys ar atšvies šviesą. Rezultatas yra tas, kad žmogus mato spalvą, atsižvelgiant į konkretų figūrų modelį, rodo tyrimas.
Drugelio sparnai ir paukščių plunksnos veikia panašiai, sakė Zhu. Mažytės konstrukcijos dengia drugelio sparną ar paukščio plunksną, tam tikrais būdais išsklaidydamos šviesą, suteikdamos spalvas, kurias mato žmonės. Tyrėjai teigė, kad drugelio sparnai praleidžia dalį šviesos ir sukuria rainelę. Zhu ir jo kolegos tapo konkretesni nei tas - germanio ir polimero derinys reiškia, kad jie gali valdyti, kurie šviesos bangos ilgiai atsispindi iš tam tikros dėmės, ar ne, todėl jie nesukelia vaivorykštės efekto. Tai reiškia ryškias, spalvas, kur jie nori, sakė tyrėjai.
Kadangi spalvos yra įmontuotos pačioje lakštų struktūroje, jos neišnyks taip, kaip pigmentai, veikdami šviesą, sakoma tyrime. Pvz., Įprasti dažai blunka, kai į juos patenka saulės spinduliai, nes ultravioletinė šviesa suardo pigmentą sudarančias chemines medžiagas. Be to, dažai ar rašalas gali oksiduotis arba išsiskirti, kai yra veikiami tirpiklių, tokių kaip sunkiųjų plovikliai. (Tiesiog lašinkite vandenį ant rašalinio vaizdo ir galėsite žiūrėti, kaip rašalas skiedžiasi ir bėga.) Senuose šedevruose yra net reiškinys, vadinamas metalo muilu, pagrįstu sudėtinga chemija, kuri atsiranda dažams senstant, teigia chemija ir inžinerija. Žinios.
Naudodamiesi savo technika, Zhu ir jo kolegos padarė mažas Mona Lizos nuotraukas ir danų fiziko Niels Bohr portretą, taip pat paprastą moters nuotrauką ir tiltą, kurių kiekviena išmatuota apie 2,5 cm.
Norėdami masiškai gaminti tokio tipo spausdintuvus, tyrinėtojai turės sumažinti lazerių technologijas ir jiems gali prireikti kitokios medžiagos lakštų sluoksniams, teigė tyrėjai. Jie pridūrė, kad šios medžiagos lūžio rodiklis turi būti aukštas, ty ji labai sulenkia šviesą ir sugeria šviesą lazeriui pasirinktu bangos ilgiu. Savo eksperimentuose mokslininkai pasirinko žalią šviesą bangos ilgiui ir eksperimentavo su siliciu medžiagai, kuri, pasak Zhu, nesugeria žaliosios lazerio šviesos taip efektyviai.
Net ir germanis yra galimybė, nes jis nėra per brangus. „Keli kilogramai gali uždengti futbolo aikštę“, - sakė jis ir pažymėjo, kad germanio ir polimero sluoksniai yra tik iki 50 nanometrų storio. Tačiau germanisas nebūtinai yra geriausias pasirinkimas, nes jis mažai išduoda žaliąsias spalvas, sakė Zhu.
Naujas tyrimas pasirodė gegužės 3 d. Žurnalo „Science Advances“ numeryje.
