La Nanotecnología Impresa Con Láser Crea Colores Que Nunca Se Desvanecen

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De acuerdo con un nuevo estudio, las impresoras láser que "esculpen" imágenes en escalas minúsculas podrían hacer un día fotos en color que no se desvanecen con el tiempo, como lo hace la tinta.

De acuerdo con un nuevo estudio, las impresoras láser que "esculpen" imágenes en escalas minúsculas podrían hacer un día fotos en color que no se desvanecen con el tiempo, como lo hace la tinta.

Investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca fabricaron una lámina de metal semiconductor y polímero que refleja colores que nunca se desvanecen, utilizando pequeñas estructuras que difractan, absorben y reflejan la luz de diferentes longitudes de onda. Los científicos dijeron que un recubrimiento hecho del material nunca necesitaría repintarse, y la imagen resultante conservaría su vitalidad con el tiempo.

El proceso de impresión también permite a las personas elegir colores más específicos, ya que se pueden seleccionar longitudes de onda exactas, lo que significa que hay menos conjeturas relacionadas con la mezcla de pigmentos y la comparación de las tablas de colores, dijeron los investigadores. La misma técnica podría aplicarse para hacer marcas de agua o incluso cifrado y almacenamiento de datos, dijeron los investigadores. [Las 10 cosas más extrañas creadas por la impresión 3D]

En esta técnica, las imágenes se imprimen con un láser, que se dispara a una lámina de plástico en una capa y al germanio en la parte superior. Las láminas se hacen depositando capas delgadas de nanómetro de polímero y germanio en formas, pequeños cilindros y bloques, ninguno de los cuales mide más de 100 nanómetros de ancho. (A modo de comparación, una hebra promedio de cabello humano tiene un ancho de aproximadamente 100,000 nanómetros).

"Generamos una nanoimpresión", dijo a WordsSideKick.com el autor principal del estudio, Xiaolong Zhu, investigador de nanotecnología de la Universidad Técnica de Dinamarca.

Similar a lo que hace una impresora láser, el láser remodela las pequeñas estructuras fundiéndolas. Variar la intensidad del láser a escalas minúsculas funde las estructuras de manera diferente, por lo que adquieren diferentes geometrías.

Es por eso que la resolución de la imagen puede ser tan buena, dijeron los investigadores. Una imagen de una impresora de inyección de tinta o una impresora láser generalmente consta de 300 a 2,400 puntos por pulgada. Un píxel del tamaño de un nanómetro es miles de veces más pequeño, lo que significa una resolución de 100,000 puntos por pulgada, dijeron los investigadores. De hecho, toda la colección de píxeles se asemeja a una ciudad en miniatura de rascacielos, cúpulas y torres.

Estos son ejemplos de patrones de color impresos con láser con 127,000 puntos por pulgada.

Estos son ejemplos de patrones de color impresos con láser con 127,000 puntos por pulgada.

Crédito: Universidad Técnica de Dinamarca.

Según los investigadores, cuando la luz blanca incide en las diversas formas, puede reflejar, doblarse o difractar. Como las formas son tan pequeñas, algunas no reflejarán ciertas longitudes de onda, mientras que otras dispersarán o rebotarán la luz. El resultado es que una persona ve un color, según el patrón específico de formas, según el estudio.

Las alas de mariposa y las plumas de las aves funcionan de manera similar, dijo Zhu. Las estructuras diminutas cubren el ala de mariposa o una pluma de ave, dispersando la luz de formas específicas, haciendo que los colores que la gente ve. Las alas de mariposa, sin embargo, transmiten parte de la luz, creando iridiscencia, dijeron los investigadores. Zhu y sus colegas fueron más específicos que eso: la combinación de germanio y polímero significa que pueden controlar qué longitudes de onda de la luz se reflejan desde un punto dado o no, por lo que no producen el efecto iridiscente. Esto significa colores vibrantes y únicos donde los quieren, dijeron los investigadores.

Dado que los colores están integrados en la estructura misma de las láminas, no se desvanecerán como lo hacen los pigmentos cuando se exponen a la luz, según el estudio. La pintura común, por ejemplo, se desvanece cuando la luz del sol la incide, porque la luz ultravioleta descompone los químicos que forman el pigmento. Además de eso, la pintura o la tinta pueden oxidarse o desprenderse cuando se exponen a solventes, como los detergentes de uso intensivo. (Simplemente gotee agua en una imagen de inyección de tinta, y podrá ver cómo la tinta se diluye y se corre). En obras maestras antiguas, incluso hay un fenómeno llamado "jabones de metal" basado en la compleja química que se produce a medida que la pintura envejece, según Chemical & Engineering. Noticias.

Usando su técnica, Zhu y sus colegas hicieron fotos pequeñas de la Mona Lisa y un retrato del físico danés Niels Bohr, así como una fotografía simple de una mujer y un puente, cada uno de aproximadamente 1 pulgada (2,5 centímetros) de ancho.

Los investigadores dijeron que para producir en masa este tipo de impresoras, los investigadores necesitarían reducir la tecnología láser y podrían necesitar un material diferente para las capas de hojas. Ese material debería tener un alto índice de refracción, lo que significa que dobla mucho la luz y absorbe la luz en la longitud de onda elegida para el láser, agregaron. En sus experimentos, los científicos eligieron la luz verde para la longitud de onda y experimentaron con silicio para el material, lo que, según Zhu, no absorbe la luz del láser verde de manera tan eficiente.

Incluso el germanio, sin embargo, es una posibilidad, porque no es demasiado caro. "Unos pocos kilogramos pueden cubrir un campo de fútbol", dijo, y señaló que las capas de germanio y polímero tienen un grosor de solo 50 nanómetros. El germanio, sin embargo, no es necesariamente la mejor opción, porque no produce bien los colores verdes, dijo Zhu.

El nuevo estudio aparece en la edición del 3 de mayo de la revista Science Advances.

Artículo original en WordsSideKick.com.


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