Новый метод нанопечати позволяет получить цветные изображения без использования чернил

Исследователи из университета Науки и техники (Missouri University of Science and Technology), Миссури, разработали новую технологию печати цветных изображений, не требующую использования традиционных чернил, а основанную на метаматериалах, поверхность которых имеет структуры, размеры которых исчисляются нанометрами и десятками нанометров. Демонстрируя возможности такого «бесчернильного» метода печати, исследователи воспроизвели цветную эмблему спортивной команды университета, размер которой был равен всего 50 микрометрам.
При обычной печати в каждой точке изображения в определенных пропорциях смешиваются полупрозрачные чернила трех или четырех основных цветов, что позволяет получить цвет любого оттенка и насыщенности. В технологии, разработанной исследователями из Миссури, цвета получаются за счет наличия микроскопических отверстий и углублений, создаваемых в многослойной структуре, состоящей из двух тонких слоев серебра, разделенных слоем кварца, толщиной 45 нанометров. Верхний серебряный слой, толщина которого составляет 25 нанометров, «прокалывается» крошечными отверстиями, расположенными в определенных местах, при помощи метода микропроизводства, называемого фокусированным ионным травлением (focused ion-beam milling).
Используя процесс ионного травления, исследователи могут создавать отверстия разного диаметра, от 45 до 70 нанометров, который определяет поглощение поверхностью света с определенными длинами волн. Кроме этого, освещение поверхности светом с определенными длинами волн позволяет получить определенный цвет отражаемого света, который получается в результате сложной рекомбинации света, отраженного от верхнего слоя серебра, и света, прошедшего сквозь слой кварца и отраженного нижним серебряным слоем, в котором задействованы возникающие на поверхности металла плазмоны.
«В отличие от процессов печати струйного и лазерного принтера, где для получения цветов производится смешивание пигментных красителей, в нашем методе не используется никаких чернил. Цвета получаются только за счет отверстий различного диаметра, создаваемых в процессе печати в тонком слое металла» — рассказывает доктор Джи Гэо (Dr. Jie Gao).
К сожалению, цветные изображения, которые можно создавать подобным образом, столь малы, что их можно увидеть только при помощи электронного микроскопа. Однако, такой метод печати, в котором структура из слоев серебра и кварца действует как своего рода плазмонное устройство, позволяет получить самую большую разрешающую способность на сегодняшний день. И помимо самого очевидного использования такой технологии для создания наноразмерных «произведений искусства», такая технология может быть успешно использована в системах обеспечения безопасности, для скрытой маркировки продукции и для хранения конфиденциальных данных.