Лазерный мир

Датские инженеры разработали новый способ создавать цветные изображения — с помощью рельефной поверхности в наномасштабах. О своей работе они рассказали в журнале Science Advances.

Новый метод не требует пигментов, зато для него нужна специальная основа — пластик со множеством крошечных «колонн» (каждые 200 нанометров). На пластик предполагается наносить тонкий слой германия, который потом с помощью лазера расплавляют, изменяя его форму и толщину, после чего он начинает отражать свет определенной длины волны. Получившееся изображение нужно будет покрыть защитным слоем, который сохранит структуру поверхности.

Resonant laser printing of structural colors on high-index dielectric metasurfaces
Man-made structural colors, which originate from resonant interactions between visible light and manufactured nanostructures, are emerging as a solution for ink-free color printing. We show that non-iridescent structural colors can be conveniently produced by nanostructures made from high-index dielectric materials. Compared to plasmonic analogs, color surfaces with high-index dielectrics, such as germanium (Ge), have a lower reflectance, yielding a superior color contrast. Taking advantage of band-to-band absorption in Ge, we laser-postprocess Ge color metasurfaces with morphology-dependent resonances. Strong on-resonance energy absorption under pulsed laser irradiation locally elevates the lattice temperature (exceeding 1200 K) in an ultrashort time scale (1 ns). This forms the basis for resonant laser printing, where rapid melting allows for surface energy–driven morphology changes with associated modification of color appearance. Laser-printable high-index dielectric color metasurfaces are scalable to a large area and open a new paradigm for printing and decoration with nonfading and vibrant colors.
http://advances.sciencemag.org/content/3/5/e1602487

Схожим образом устроена окраска у некоторых животных: павлинов и бабочек. Пока ученым не удается повторить все многообразие цветов, однако они надеются добиться этого в будущем.

Преимуществом нового способа печати может стать высокое разрешение (до 127 тысяч точек на дюйм) — намного выше, чем у лучших современных лазерных и струйных принтеров (20 и 4,8 тысяч точек соответственно). При этом можно создавать очень маленькие изображения, до нескольких десятков микрометров (это сравнимо с размером одного пикселя на современных дисплеях).

Еще одним плюсом является то, что из-за отсутствия красителей изображение не выцветает со временем. Вместе с высоким разрешением это может дать дополнительные применения печати, для хранения информации или защиты зашифрованных данных.

Источник: https://indicator.ru/news/2017/05/08/cvetnaya-pechat-bez-krasitelej/