新しい研究によると、非常に小さなスケールで画像を「彫刻」するレーザープリンターは、いつの日かインクのように色あせないカラー写真を作成する可能性があります。
デンマーク工科大学の研究者たちは、さまざまな波長の光を回折、吸収、反射する小さな構造を使用して、退色しない色を反射するポリマーおよび半導体金属のシートを作成しました。材料で作られたコーティングは再塗装を必要としないだろう、そして結果として生じるイメージは時間の経過とともにその鮮やかさを保持するだろうと科学者たちは言った。
研究者によると、この印刷プロセスでは、正確な波長を選択できるため、顔料を混ぜたり、カラーチャートを比較したりする際の推測が少なくて済むため、より具体的な色を選択できます。研究者によると、同じ手法を透かしの作成や、暗号化やデータの保存に適用することもできるという。
この技術では、画像はレーザーで印刷されます。レーザーは、1つの層がプラスチックで、その上にゲルマニウムでできたシートで発射されます。シートは、ポリマーとゲルマニウムのナノメートルの薄さの層を、100ナノメートルを超えない大きさの小さな円柱とブロックの形に堆積させることによって作成されます。 （比較のために、人間の髪の毛の平均ストランドは、幅が約10万ナノメートルです。）
「私たちはナノインプリントを生成します」とデンマーク工科大学のナノテクノロジー研究者である研究主執筆者のXiaolong ZhuはLive Scienceに語った。
レーザープリンターと同じように、レーザーは小さな構造を溶かして再形成します。小さなスケールでレーザーの強度を変化させると、構造が異なる方法で溶解されるため、構造が異なります。
このため、画像の解像度が非常に高くなる可能性があると研究者らは述べた。インクジェットプリンターまたはレーザープリンターからの画像は通常、1インチあたり300〜2,400ドットで構成されます。ナノメートルサイズのピクセルは数千倍小さく、1インチあたり100,000ドットの解像度を意味すると研究者らは述べている。実際、ピクセルのコレクション全体は、超高層ビル、ドーム、タワーの小さな都市に似ています。
白色光がさまざまな形に当たると、反射したり、曲がったり、回折したりする可能性があると研究者たちは述べた。形状が非常に小さいため、特定の波長を反射しないものもあれば、光を散乱または反射するものもあります。その結果、研究によれば、特定の形のパターンに応じて人は色を見るということです。
蝶の羽と鳥の羽は同じように機能するとチューは言った。小さな構造が蝶の羽や鳥の羽を覆い、特定の方法で光を散乱させ、人々に見える色を作り出します。研究者によると、蝶の羽は光の一部を透過させ、虹色を作り出すという。朱と彼の同僚はそれよりも具体的になりました-ゲルマニウムとポリマーの組み合わせは、光のどの波長が特定のスポットから反射されるかを制御できることを意味し、虹色の効果を生み出しません。これは、希望通りの鮮やかな単色を意味すると研究者たちは述べています。
研究によると、色はシートの構造そのものに組み込まれているため、光にさらされたときに顔料が行うように色が褪せることはありません。たとえば、通常の塗料は、紫外線が顔料を構成する化学物質を分解するため、日光が当たると色あせます。さらに、強力な洗剤などの溶剤にさらされると、塗料やインクが酸化したり、はがれたりする可能性があります。 （インクジェット画像に水を垂らすだけで、インクが薄くなって流れるのを見ることができます。）古い傑作では、塗料の古くなった複雑な化学に基づく「金属石鹸」と呼ばれる現象さえあります。ニュース。
朱と彼の同僚は、彼らの技術を使用して、モナリザの小さな写真とデンマークの物理学者ニールスボーアの肖像画、女性と橋の簡単な写真を作成しました。
この種のプリンターを大量生産するには、研究者はレーザー技術を小さくする必要があり、シートの層に異なる材料が必要になる可能性があると研究者たちは述べた。その材料は高い屈折率を持つ必要があるだろう、それはそれが多くの光を曲げそしてレーザーのために選ばれた波長で光を吸収することを意味すると彼らは付け加えた。彼らの実験では、科学者たちは波長に緑色の光を選び、材料にシリコンを使って実験した、とチュー氏は緑色のレーザー光を効率的に吸収しないと語った。
ただし、ゲルマニウムは高価ではないため、可能性もあります。 「数キログラムでフットボール競技場をカバーできる」と彼は述べ、ゲルマニウムとポリマー層の厚さは最大50ナノメートルに過ぎないと指摘した。しかし、ゲルマニウムは緑色がよく出ないため、必ずしも最良の選択肢ではない、とチュー氏は語った。
新しい研究は、ジャーナルScience Advancesの5月3日号に掲載されます。
