Uuden tutkimuksen mukaan lasertulostimet, jotka "kuvanveistävät" kuvia pienimuotoisilla asteikoilla, voisivat yhtenä päivänä tehdä värivalokuvia, jotka eivät haalistu ajan myötä musteen tapaan.
Tanskan teknillisen yliopiston tutkijat tekivät polymeeristä ja puolijohdemetallista levyn, joka heijastaa värejä, jotka eivät koskaan haalistu, käyttämällä pieniä rakenteita, jotka diffragoivat, absorboivat ja heijastavat eri aallonpituuksilla valoa. Materiaalista valmistettu pinnoite ei koskaan tarvitse maalata uudelleen, ja tuloksena oleva kuva säilyttäisi elinvoimansa ajan myötä, tutkijat sanoivat.
Tämän painoprosessin avulla ihmiset voivat myös valita tarkempia värejä, koska tarkat aallonpituudet voidaan valita, mikä tarkoittaa, että pigmenttien sekoittamiseen ja värikarttojen vertailuun liittyy vähemmän arvauksia, tutkijat totesivat. Samaa tekniikkaa voitaisiin käyttää vesileimojen tekemiseen tai jopa salaamiseen ja tietojen tallentamiseen, tutkijat kertoivat.
Tässä tekniikassa kuvat tulostetaan laserilla, joka poltetaan muovilevylle, joka on valmistettu yhdestä kerroksesta ja germaniumista sen päälle. Levyt valmistetaan kerrostamalla nanometriä ohuet polymeeri- ja germaniumikerrokset muodoiksi, pieniksi sylintereiksi ja lohkoiksi, joiden mittojen poikkipinta-ala on yli 100 nanometriä. (Vertailun vuoksi ihmishiusten keskimääräinen juoste on noin 100 000 nanometriä leveä.)
"Luomme nanojäljen", tutkimuksen johtava kirjailija Xiaolong Zhu, Tanskan teknisen yliopiston nanoteknologiatutkija, kertoi Live Sciencelle.
Samoin kuin lasertulostin tekee, laser muotoilee pienet rakenteet sulattamalla ne. Laserin voimakkuuden vaihteleminen pienissä mittakaavoissa sulaa rakenteita eri tavalla, joten ne ottavat eri geometriat.
Siksi kuvan resoluutio voi olla niin hieno, tutkijat sanoivat. Mustesuihkutulostimen tai lasertulostimen kuva koostuu tyypillisesti 300–2 400 pisteestä tuumaa kohden. Nanometrin kokoinen pikseli on tuhansia kertoja pienempi, mikä tarkoittaa 100 000 pistettä tuumaa kohti, tutkijat sanoivat. Itse asiassa koko pikseleiden kokoelma muistuttaa pilvenpiirtäjien, kupolien ja tornien pienoiskoosta.
Kun valkoinen valo osuu eri muotoihin, se voi heijastua, taipua tai diffrogoitua, tutkijat kertoivat. Koska muodot ovat niin pieniä, jotkut eivät heijasta tiettyjä aallonpituuksia, toiset taas sirottavat tai pomppivat valoa. Tuloksena on, että henkilö näkee värin tutkimuksen mukaan muodon erityisestä kuviosta riippuen.
Perhossiipi ja lintujen höyhenet toimivat samalla tavalla, Zhu sanoi. Pieniä rakenteita peittää perhonen siipi tai linnun sulka, hajottaen valoa tietyillä tavoilla, jolloin värit näkevät. Perhossiipit kuitenkin välittävät osaa valosta luoden irinesenssia, tutkijat sanoivat. Zhu ja hänen kollegansa tarkensivat sitä paremmin - germaniumin ja polymeerin yhdistelmä tarkoittaa, että he voivat hallita, mitkä valon aallonpituudet heijastuvat annetusta pisteestä tai eivät, joten ne eivät tuota irinesoivia vaikutuksia. Tämä tarkoittaa eläviä, yksivärisiä siellä missä he haluavat niitä, tutkijat sanoivat.
Koska värit ovat rakennettu arkkien rakenteeseen, ne eivät haalistu samalla tavalla kuin pigmentit valolle altistettuna, tutkimus totesi. Esimerkiksi tavallinen maali haalistuu, kun auringonvalo osuu siihen, koska ultraviolettivalo hajottaa pigmentin muodostavat kemikaalit. Tämän lisäksi maali tai muste voi hapettua tai irtoaa, kun se altistetaan liuottimille, kuten raskaille pesuaineille. (Tiputa vettä vain mustesuihkukuvaan, ja voit seurata musteen laimenemista ja käyntiä.) Kemian ja tekniikan mukaan vanhoilla mestariteoksilla on jopa "metallisaippuat" -niminen ilmiö, joka perustuu monimutkaiseen kemiaan, joka tapahtuu maalin ikääntyessä. Uutiset.
Tekniikallaan Zhu ja hänen kollegansa tekivät pieniä kuvia Mona Lisasta ja tanskalaisen fyysikon Niels Bohrin muotokuvan, samoin kuin yksinkertaisen valokuvan naisesta ja sillan, joista jokainen mittaa noin 2,5 tuumaa (1 tuuma).
Tämän tyyppisen tulostimen massatuotantoa varten tutkijoiden olisi tehtävä pienemmästä laserteknologiaa ja tarvittava erilainen materiaali arkkikerroksille, tutkijat totesivat. Tällä materiaalilla olisi oltava korkea taitekerroin, eli se taivuttaa paljon valoa ja absorboi valoa laserille valitulla aallonpituudella, he lisäsivät. Kokeiluissaan tutkijat valitsivat aallonpituudelle vihreää valoa ja kokeilivat materiaalille piitä, jonka mukaan Zhu ei absorboi vihreää laservaloa yhtä tehokkaasti.
Jopa germanium on kuitenkin mahdollisuus, koska se ei ole liian kallista. "Muutama kilogramma voi peittää jalkapallokentän", hän totesi, että germanium- ja polymeerikerrokset ovat vain 50 nanometriä paksuja. Saksalainen germaanium ei kuitenkaan välttämättä ole paras vaihtoehto, koska se ei tuota vihreitä värejä, Zhu sanoi.
Uusi tutkimus ilmestyy Science Advances -lehden 3. toukokuuta ilmestyvässä lehdessä.
