Според ново проучване лазерните принтери, които "извайват" изображения в минимални мащаби, могат да направят цветни снимки, които не избледняват с времето, както прави мастилото.
Изследователи от Техническия университет в Дания направиха лист от полимер и полупроводник метал, който отразява цветове, които никога не избледняват, използвайки миниатюрни структури, които разсейват, поглъщат и отразяват светлина с различна дължина на вълната. Покритие, направено от материала, никога няма да се нуждае от пребоядисване и полученото изображение ще запази жизнеността си във времето, казват учените.
Този процес на печат също така позволява на хората да избират по-конкретни цветове, тъй като могат да се избират точни дължини на вълната, което означава, че има по-малко предположения, свързани със смесване на пигменти и сравняване на цветни графики, казват изследователите. Същата техника може да бъде приложена при направата на водни знаци или дори криптиране и съхранение на данни, казват изследователите.
При тази техника изображенията се отпечатват с лазер, който се изстрелва върху лист, изработен от пластмаса на един слой, и германий отгоре. Листовете са направени чрез нанасяне на нанометрови тънки слоеве от полимер и германий във форми, малки цилиндри и блокове, като никой не може да измерва повече от 100 нанометра. (За сравнение средният кичур човешка коса е широк около 100 000 нанометра.)
"Ние генерираме нано-отпечатък", казва водещият автор на изследването Xiaolong Zhu, изследовател по нанотехнологии от Техническия университет в Дания, пред Live Science.
Подобно на това, което прави лазерен принтер, лазерът преобразува малките структури, като ги разтопява. Различната интензивност на лазера при малки люспи разтопява структурите по различен начин, така че те поемат различни геометрии.
Ето защо разделителната способност на изображението може да бъде толкова добра, казаха изследователите. Изображение от мастиленоструен принтер или лазерен принтер обикновено се състои от 300 до 2400 точки на инч. Пикселът с размер на нанометър е хиляди пъти по-малък, което означава резолюция от 100 000 точки на инч, казаха изследователите. Всъщност цялата колекция от пиксели прилича на миниатюрен град от небостъргачи, куполи и кули.
Когато бялата светлина удари различните форми, тя може да се отразява, да се огъва или да се разсейва, казаха изследователите. Тъй като формите са толкова малки, някои не отразяват определени дължини на вълната, докато други ще разпръснат или отскочат светлината. Резултатът е, че човек вижда цвят, в зависимост от конкретния модел на фигурите, според изследването.
Крилетата на пеперудите и перата на птиците работят по подобен начин, каза Джу. Малките структури покриват крилото на пеперуда или птиче перо, разсейвайки светлината по специфични начини, правейки цветовете, които хората виждат. Крилата на пеперудата обаче предават част от светлината, създавайки иридесценция, казват изследователите. Джу и неговите колеги се получиха по-специфични от това - комбинацията от германий и полимер означава, че те могат да контролират кои дължини на вълната се отразяват от дадено петно или не, така че те не произвеждат преливащ ефект. Това означава живи, единични цветове, където те искат, казаха изследователите.
Тъй като цветовете са вградени в самата структура на листовете, те няма да избледняват по начина, по който пигментите се подлагат на излагане на светлина, се казва в проучването. Обикновената боя например избледнява, когато я удари слънчева светлина, защото ултравиолетовата светлина разгражда химикалите, които изграждат пигмента. На всичкото отгоре боята или мастилото могат да се окисляват или да излязат, когато са изложени на разтворители, като например тежки перилни препарати. (Просто капнете вода върху мастиленострудно изображение и можете да гледате как мастилото се разтваря и тече.) В старите шедьоври има дори феномен, наречен „метални сапуни“, базиран на сложната химия, която се проявява с възрастта на боите, според Chemical & Engineering Новини.
Използвайки техниката си, Джу и неговите колеги направиха малки снимки на Мона Лиза и портрет на датския физик Нилс Бор, както и обикновена снимка на жена и мост, всяка с размери около 1 инч (2,5 сантиметра) напречно.
За да се произвежда масово този вид принтер, изследователите ще трябва да направят лазерната технология по-малка и може да се нуждае от различен материал за слоевете листове, казаха изследователите. Този материал трябва да има висок коефициент на пречупване, което означава, че огъва много светлина и поглъща светлина при дължината на вълната, избрана за лазера, добавиха те. В своите експерименти учените избрали зелена светлина за дължината на вълната и експериментирали със силиций за материала, който Джу каза, че не абсорбира зелена лазерна светлина толкова ефективно.
Дори германийът обаче е възможен, защото не е твърде скъп. „Няколко килограма могат да покрият футболно игрище“, каза той, като отбеляза, че слоевете на германий и полимер са с дебелина само до 50 нанометра. Въпреки това, германийът не е непременно най-добрият вариант, тъй като не произвежда добре зелени цветове, заяви Джу.
Новото проучване се появява в броя на 3 май на списанието Science Advances.
