 Технология печати прошла долгий путь в 40 лет – от матричной печати до 3D-печати. Но все эти технологии создали оттенки с помощью чернил на основе красителя, которые могут быть вредными для окружающей среды. Теперь исследователи Американского химического общества разрабатывают бесцветные нетоксичные чернила с целью их будущего использования в струйных принтерах. Вместо того, чтобы полагаться на красители, ученые использует наноструктуру этих чернил, чтобы создать цвет на странице через струйную печать.
Современные технологии смешивают чернила через CMYK или RGB для обеспечения цветной печать. Но эти вещества могут нанести вред окружающей среде. Некоторые красители являются токсичными для морской жизни или могут реагировать с дезинфицирующими средствами, такими как хлор, образуя вредные побочные продукты. Альтернативой использованию красителей может стать изменение наноструктуры материалов таким образом, чтобы они отражали свет определенным образом. Пример подобного рода окраски встречается в природе: Кальмары могут изменять наноструктуру их кожи, чтобы отразить обратно окружающую их среду, создавая естественную маскировку. Ранние исследования изучали цветную печать посредством интерференции света, но для осуществления этих попыток требуется фиксация высоких температур или специализированные печатные поверхности. Исследователи желают разработать технологию наноструктуры цветной печати, которая является более «зеленой» и может быть распечатана на широком спектре поверхностей.
Ученые обнаружили, что бесцветный диоксид титана на основе коллоидного чернила лучше всего подходит для этой работы. Он не требует высокой температуры фиксации и может быть осажден на разных поверхностях. Исследователи могут контролировать цвет, полученный на поверхностях, путем варьирования толщины осаждения чернил из нормального струйного принтера. Создание яркого красного цвета с этим методом под очень узким углом окраски остается проблемой. Этот метод, однако, привел к появлению первых известных «зеленых» чернил, которые являются одновременно безопасными для экосистемы и не выцветают при воздействии УФ-излучения.
Технология цветной печати быстро развивается; менее чем за 40 лет, он перешла от матричных принтеров с пропитанной чернилами лентой до 3D принтеров, используемых для трехмерных цветовых объектов. Тем не менее неизменным в течение всего времени оставался тот факт, что в каждом случае, чернила на основе красителя (с цветовыми схемами CMYK или RGB) были использованы исключительно для окрашивания, что неизбежно ограничивает технологические возможности и цветопередачу. В качестве следующего шага печати цветных изображений и хранения информации, исследователи предлагают технологию изготовления оптических наноструктур. В данной работе используется струйная технология для создания цветных слоев с высокой точностью без необходимости высокотемпературной фиксации. Это стало возможным за счет использования коллоидных чернил на основе оксида титана, предоставляющих монолитные покрытия с высоким показателем преломления при естественном осушении. Управляя толщиной пленки с помощью струйного осаждения, исследователи произвели изображения на основе контролируемого вмешательства и реализовали цветную печать с одной краской. Отсутствие красителей в предлагаемом способе имеет хорошие экологические перспективы, так как прикладные системы на основе кристаллического анатаза золя являются нетоксичными и биологически инертными. Их работа демонстрирует возможность струйной печати наноструктур с точностью по толщине до 50 нм. Исследователи считают, что предлагаемый подход станет основой для разработки нового подхода к цветной печати и позволит реализовать новые методы формирования оптических нанообъектов с помощью широко доступных технологий.
|
