La nanotecnología de impresión láser hace que los colores nunca se desvanezcan.
Utilizando estructuras diminutas que difractan, absorben y reflejan diferentes longitudes de onda de luz, los investigadores han creado una placa de polímero y metal semiconductor que refleja colores que nunca se desvanecen. Los científicos dicen que los recubrimientos hechos con este material nunca necesitarán ser repintados y las imágenes resultantes permanecerán vibrantes con el tiempo.
Este proceso de impresión también permite a las personas elegir colores más específicos porque pueden elegir la longitud de onda exacta, lo que significa menos conjeturas sobre la mezcla de pigmentos y mapas de colores contrastantes, dicen los investigadores. Los investigadores dicen que la misma tecnología también podría usarse para crear marcas de agua e incluso cifrado y almacenamiento de datos. [Las 10 cosas más raras creadas con la impresión 3D]
En esta tecnología, las imágenes se imprimen con un láser, que se dispara contra una capa de plástico y una lámina de germanio encima. Los copos están hechos de capas nanofinas de polímero y germanio depositadas en formas, pequeños cilindros y bloques, que no tienen más de 100 nanómetros de diámetro. (A modo de comparación, la longitud media del cabello humano es de unos 65,438 100 millones de nanómetros).
"Crearemos nanohuellas", dijo Zhu Xiaolong, autor principal del estudio e investigador de nanotecnología en la División de Transmisión de Datos. "Ciencias de la Vida".
Al igual que una impresora láser, el láser remodela estas pequeñas estructuras fundiéndolas. Los investigadores dijeron que cambiar la intensidad del láser a escala microscópica funde las estructuras para que muestren diferentes geometrías.
Por eso la resolución de la imagen puede ser tan alta. Una imagen de una impresora láser o de inyección de tinta suele tener entre 300 y 2400 puntos por pulgada. Los investigadores dicen que un píxel de tamaño nanométrico es miles de veces más pequeño, lo que se traduce en una resolución de 65.438 millones de puntos por pulgada. De hecho, todo el conjunto de píxeles se asemeja a una ciudad en miniatura de rascacielos, cúpulas y torres.
Estos son ejemplos de patrones de color impresos con láser a 127.000 puntos por pulgada. (Unidad de transferencia de datos) Los investigadores dijeron que cuando la luz blanca incide en varias formas, puede reflejarse, doblarse o difractarse. Debido a que estas formas son pequeñas, algunas no reflejan ciertas longitudes de onda y otras dispersan o reflejan la luz. Los hallazgos sugieren que los colores que la gente ve dependen del patrón específico de formas. Zhu Jun dijo:
Las alas de las mariposas funcionan de manera similar a las plumas de los pájaros. Pequeñas estructuras cubren las alas de las mariposas o las plumas de los pájaros, dispersando la luz de maneras específicas que crean los colores que vemos. Sin embargo, los investigadores dicen que las alas de las mariposas transmiten algo de luz y producen los colores del arco iris. Zhu y sus colegas obtuvieron un resultado más concreto que eso: la combinación de germanio y polímeros les permitió controlar qué longitudes de onda de luz se reflejaban desde puntos específicos, por lo que no crearon un efecto de arco iris. Los investigadores dijeron que esto significaba que querían colores que fueran vibrantes y únicos.
Debido a que estos colores están incrustados en la estructura de la lámina, no se desvanecerán con la luz como la pintura. Por ejemplo, la pintura normal se desvanece con la luz del sol porque los rayos ultravioleta descomponen los químicos que componen el pigmento. Además, la pintura o la tinta pueden oxidarse o pelarse cuando se exponen a disolventes como detergentes fuertes. (Siempre que dejes caer un poco de agua sobre la imagen de inyección de tinta, podrás ver cómo la tinta se diluye y fluye). En las obras maestras antiguas, existe incluso un fenómeno llamado "jabón de metal", que se basa en reacciones químicas complejas. Según Chemical: Engineering News, este es un fenómeno que data de la era de la pintura.
Utilizando su tecnología, Zhu y sus colegas produjeron pequeñas fotografías de la Mona Lisa y un retrato del físico danés Niels Bohr, así como fotografías sencillas de una mujer y un puente.
Los investigadores dicen que cada uno tiene aproximadamente 65.438 pulgadas (2,5 centímetros) de diámetro.
Para producir en masa este tipo de impresoras, los investigadores necesitarán reducir el tamaño de la tecnología láser, lo que posiblemente requerirá diferentes materiales para crear las capas de papel. Agregaron que el material necesitaría tener un alto índice de refracción, lo que significa que desviaría una gran cantidad de luz y absorbería luz en las longitudes de onda elegidas para el láser. En sus experimentos, los científicos eligieron la luz verde como longitud de onda y utilizaron silicio como material. Zhu Jun dijo que este material no es eficiente para absorber la luz verde. "Sin embargo, incluso el germanio es posible porque no es demasiado caro. Con unos pocos kilogramos se podría cubrir un campo de fútbol", afirma, añadiendo que la capa de germanio y polímero tiene sólo 50 nanómetros de espesor. Sin embargo, el germanio no es necesariamente la mejor opción porque no produce un color verde, afirmó Zhu.
La nueva investigación se publicó en la edición del 3 de mayo de la revista Science Advances.
Este es un artículo original sobre ciencias de la vida.