Laserprinterid, mis "skaneerivad" pilte miniskaaladel, võiksid ühel päeval teha uue foto kohaselt värvifotosid, mis ei tuhmu aja jooksul, nagu tint.
Taani tehnikaülikooli teadlased valmistasid polümeer- ja pooljuhtmetallist lehe, mis peegeldab värve, mis kunagi ei tuhmu, kasutades pisikesi struktuure, mis hajutavad, neelavad ja peegeldavad erineva lainepikkusega valgust. Materjalist kattekiht ei vajaks kunagi uuesti värvimist ja saadud pilt säilitaks aja jooksul oma erksuse, ütlesid teadlased.
See printimisprotsess võimaldab inimestel valida ka täpsemaid värve, kuna saab valida täpsed lainepikkused, mis tähendab, et pigmentide segamise ja värvikaartide võrdlemise osas on vähem arvata, ütlesid teadlased. Sama tehnikat saaks kasutada vesimärkide tegemiseks või isegi krüptimiseks ja andmete salvestamiseks, ütlesid teadlased.
Selle tehnika puhul trükitakse kujutised laseriga, mis vallandatakse ühel kihil plastist ja selle peal germaaniumist. Lehed valmistatakse nanomeetrite kaupa õhukeste polümeeri- ja germaaniumi kihtidena, väikesteks silindriteks ja plokkideks, millest ühegi läbimõõt ei ületa 100 nanomeetrit. (Võrdluseks - keskmiselt on juuste pikkus umbes 100 000 nanomeetrit.)
"Me genereerime nanojälje," ütles uuringu juhtiv autor Xiaolong Zhu, Taani tehnikaülikooli nanotehnoloogia teadur Live Science'ile.
Sarnaselt laserprinteri toimimisega kujundab laser pisikesi struktuure ümber, sulatades need ümber. Laseri intensiivsuse muutmine väikestes skaalades sulatab struktuure erinevalt, seega võtavad nad erineva geomeetria.
Sellepärast võib pildi eraldusvõime olla nii hea, ütlesid teadlased. Tindiprinteri või laserprinteri pilt koosneb tavaliselt 300–2 400 punktist tolli kohta. Nanomeetri suurune piksel on tuhandeid kordi väiksem, mis tähendab, et eraldusvõime on 100 000 punkti tolli kohta, ütlesid teadlased. Tegelikult sarnaneb kogu pikslite kollektsioon pilvelõhkujate, kuplite ja tornide miniatuursele linnale.
Kui valge valgus tabab erinevaid kujundeid, võib see peegeldada, olla painutatud või difrakteeruda, ütlesid teadlased. Kuna kujundid on nii väikesed, ei kajasta mõned teatud lainepikkusi, teised aga hajutavad või põrkavad valgust. Tulemuseks on see, et inimene näeb värvi, sõltuvalt uuringu konkreetsest kuju mustrist.
Liblika tiivad ja linnusulged töötavad sarnaselt, ütles Zhu. Pisikesed ehitised katavad liblika tiiva või linnu sulgi, hajutades valgust kindlatel viisidel, muutes värvid, mida inimesed näevad. Liblika tiivad aga edastavad osa valgust, luues sillerdamist, ütlesid teadlased. Zhu ja tema kolleegid täpsustasid seda paremini - germaaniumi ja polümeeri kombinatsioon tähendab, et nad saavad kontrollida, millised valguse lainepikkused antud kohast peegelduvad või mitte, nii et need ei anna sillerdavat efekti. See tähendab erksaid ühevärvilisi seal, kus nad neid soovivad, ütlesid teadlased.
Kuna värvid on ehitatud lehtede väga struktuuri, ei tuhmu need pigmentide toimel valguse käes, väitis uuring. Näiteks tavaline värv tuhmub, kui päikesevalgus sinna satub, sest ultraviolettvalgus lagundab pigmenti moodustavad kemikaalid. Lisaks sellele võib värv või tint oksüdeeruda või eralduda lahustitega, näiteks raskeveokite detergentidega, kokkupuutel. (Tilgutage lihtsalt tindiprinteripildile vett ja saate vaadata, kuidas tint lahjeneb ja jookseb.) Keemiliste ja tehniliste andmete kohaselt on vanadel meistriteostel isegi "metalli seepideks" kutsutud nähtus, mis põhineb keerulisel keemial, mis värvide vananemisel ilmneb. Uudised.
Nende tehnikat kasutades tegid Zhu ja tema kolleegid väikesed pildid Mona Lisast ja Taani füüsiku Niels Bohri portree, samuti lihtsa foto naisest ja silla, mille mõõtmed olid kõik umbes 1 tolli (2,5 sentimeetrit).
Sellise printeri massiliseks tootmiseks peaksid teadlased vähendama lasertehnoloogiat ja vajama lehekihtide jaoks erinevat materjali, väitsid teadlased. Sellel materjalil peaks olema kõrge murdumisnäitaja, mis tähendab, et see painutab palju valgust ja neelab valgust laseri jaoks valitud lainepikkusel, lisasid nad. Oma katsetes valisid teadlased lainepikkuse jaoks rohelise valguse ja katsetasid materjaliga räni, mis Zhu sõnul ei neela rohelist laservalgust nii tõhusalt.
Isegi germaanium on siiski võimalus, sest see pole liiga kallis. "Mõni kilogramm võib katta jalgpalliväljaku," sõnas ta ja märkis, et germaaniumi ja polümeeri kihid on vaid kuni 50 nanomeetrit paksud. Germaanium pole aga tingimata parim valik, kuna see ei anna rohelisi värve, ütles Zhu.
Uus uuring ilmub ajakirja Science Advances 3. mai numbris.
