La Nanotechnologie Imprimée Au Laser Donne Des Couleurs Qui Ne Se Fanent Jamais

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Selon une nouvelle étude, les imprimantes laser qui "sculptent" des images à l'échelle minuscule pourraient un jour créer des photos couleur qui ne s'estomperont pas avec le temps, contrairement à l'encre.

Selon une nouvelle étude, les imprimantes laser qui "sculptent" des images à l'échelle minuscule pourraient un jour créer des photos couleur qui ne s'estomperont pas avec le temps, contrairement à l'encre.

Des chercheurs de l'Université technique du Danemark ont ​​fabriqué une feuille de polymère et de métal semi-conducteur reflétant des couleurs inaltérables, à l'aide de structures minuscules diffractant qui absorbent et réfléchissent la lumière de différentes longueurs d'onde. Un revêtement constitué de ce matériau n’aurait jamais besoin d’être repeint, et l’image résultante conserverait sa vitalité dans le temps, ont déclaré les scientifiques.

Ce processus d’impression permet également aux gens de choisir des couleurs plus spécifiques, car les longueurs d’ondes exactes peuvent être sélectionnées, ce qui signifie moins de approximations qui impliquent de mélanger des pigments et de comparer les nuanciers, ont indiqué les chercheurs. La même technique pourrait être appliquée à la création de filigranes ou même au cryptage et au stockage de données, ont indiqué les chercheurs. [Les 10 choses les plus étranges créées par l'impression 3D]

Dans cette technique, les images sont imprimées avec un laser, qui tire sur une feuille de plastique sur une couche et de germanium sur celle-ci. Les feuilles sont fabriquées en déposant des couches minces de nanomètre de polymère et de germanium dans des formes, des petits cylindres et des blocs, aucun ne mesurant plus de 100 nanomètres de diamètre. (À titre de comparaison, un cheveu moyen a une largeur d'environ 100 000 nanomètres.)

"Nous générons une nano-empreinte", a déclaré à WordsSideKick.com, Xiaolong Zhu, un des auteurs principaux de l'étude, chercheur en nanotechnologie à l'Université technique du Danemark.

Semblable à ce que fait une imprimante laser, le laser remodèle les structures minuscules en les fondant. Faire varier l'intensité du laser à des échelles minuscules fait fondre les structures différemment, de sorte qu'elles prennent des géométries différentes.

C'est pourquoi la résolution de l'image peut être si fine, ont déclaré les chercheurs. Une image d’une imprimante à jet d’encre ou laser est généralement comprise entre 300 et 2400 points par pouce. Un pixel de taille nanométrique est des milliers de fois plus petit, ce qui correspond à une résolution de 100 000 points par pouce, ont indiqué les chercheurs. En fait, toute la collection de pixels ressemble à une ville miniature de gratte-ciels, de dômes et de tours.

Ce sont des exemples de motifs de couleur imprimés au laser comportant 127 000 points par pouce.

Ce sont des exemples de motifs de couleur imprimés au laser comportant 127 000 points par pouce.

Crédit: Université technique du Danemark

Lorsque la lumière blanche frappe les différentes formes, elle peut réfléchir, se plier ou se diffracter, ont déclaré les chercheurs. Comme les formes sont si petites, certaines ne refléteront pas certaines longueurs d’onde, alors que d’autres disperseront ou réfléchiront la lumière. Le résultat est qu'une personne voit une couleur, en fonction du motif spécifique des formes, selon l'étude.

Les ailes de papillon et les plumes d'oiseaux fonctionnent de manière similaire, a déclaré Zhu. De minuscules structures recouvrent l'aile du papillon ou la plume d'un oiseau, dispersant la lumière de manière spécifique, créant ainsi les couleurs que les gens voient. Les ailes des papillons, cependant, transmettent une partie de la lumière, créant ainsi une irisation, ont indiqué les chercheurs. Zhu et ses collègues sont plus précis que cela - la combinaison de germanium et de polymère signifie qu'ils peuvent contrôler les longueurs d'onde de la lumière réfléchies par un point donné ou non, afin qu'elles ne produisent pas l'effet irisé. Cela signifie des couleurs vives et uniques, là où ils les veulent, ont déclaré les chercheurs.

Comme les couleurs sont intégrées à la structure même des feuilles, elles ne se décoloreront pas comme le font les pigments lorsqu’elles sont exposées à la lumière, indique l’étude. La peinture ordinaire, par exemple, s'estompe lorsque le soleil la frappe, car la lumière ultraviolette décompose les produits chimiques qui composent le pigment. En plus de cela, la peinture ou l'encre peuvent s'oxyder ou se décoller lorsqu'elles sont exposées à des solvants, tels que des détergents puissants. (Il suffit de verser de l'eau goutte à goutte sur une image à jet d'encre et de regarder l'encre se diluer et couler.) Sur de vieux chefs-d'œuvre, il existe même un phénomène appelé "savon métallique" basé sur la chimie complexe qui se produit à mesure que les peintures vieillissent, selon Chemical & Engineering. Nouvelles.

À l'aide de leur technique, Zhu et ses collègues ont réalisé de petites images de la Joconde et un portrait du physicien danois Niels Bohr, ainsi qu'une simple photo d'une femme et d'un pont mesurant chacun environ 2,5 cm.

Pour produire en masse ce type d’imprimante, les chercheurs devraient réduire la taille de la technologie laser et pourraient avoir besoin d’un matériau différent pour les couches de feuilles, ont précisé les chercheurs. Ce matériau devrait avoir un indice de réfraction élevé, ce qui signifie qu’il plie beaucoup la lumière et qu’il absorbe la lumière à la longueur d’onde choisie pour le laser, ont-ils ajouté. Dans leurs expériences, les scientifiques ont choisi la lumière verte pour la longueur d'onde et le silicium pour le matériau, ce qui, selon Zhu, n'absorbe pas la lumière laser verte de manière aussi efficace.

Même le germanium est une possibilité, car ce n'est pas trop cher. "Quelques kilogrammes peuvent couvrir un terrain de football", a-t-il déclaré, notant que les couches de germanium et de polymères ne font que 50 nanomètres d'épaisseur. Le germanium, cependant, n'est pas nécessairement la meilleure option, car il ne produit pas bien les couleurs vertes, a déclaré Zhu.

La nouvelle étude paraît dans le numéro du 3 mai de la revue Science Advances.

Article original sur WordsSideKick.com.


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