Современные технологии цветной печати основаны на смешении красок различных цветовых схем, таких как CMYK или RGB. Однако используемые в красках вещества могут нанести ущерб природе. Некоторые краски токсичны для морской флоры и фауны, аккумулируются в живых организмах и представляют опасность для экосистемы нашей планеты.
Существуют альтернативные способы воссоздать цвета. В частности, можно изменить наноструктуру материала так, чтобы свет отражался от него необходимым образом по принципу интерференции — феномена, благодаря которому мы видим цвета в мыльных пузырях. При этом цвет, получаемый в результате интерференции, будет зависеть от толщины стенки пузыря в каждом конкретном месте.
В своем исследовании группа ученых под руководством Александра Виноградова из Лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий Университета ИТМО задалась целью разработать метод цветной печати, основанный на нанесении интерференционных слоев при помощи обычного струйного принтера. Ключом к этой технологии оказалась возможность прицельно контролировать нанесение чернильных капель на поверхность с их последующим превращением в наноструктуры необходимой толщины. Иногда разница в цвете при интерференции определяется всего лишь несколькими нанометрами.
«Мы впервые применили нанокристаллические золь-гель системы для создания контролируемой интерференции в тонких пленках, используя для этого абсолютно бесцветные чернила из диоксида титана, — прокомментировал Александр Виноградов. — Настраиваемая многослойная печать позволила нам создавать оптические наноструктуры нужной толщины. Эти наноструктуры и дают световую интерференцию, которая приводит к появлению цветов. Уже сегодня мы можем гарантированно получать несколько десятков оттенков».
Пока что разработка находится на экспериментальной стадии. Например, создать яркий красный цвет при помощи нового метода пока что не удалось. Зато полученный и напечатанный на принтере зеленый цвет стал первым в мире полностью безопасным для окружающей среды и одновременно устойчивым для воздействия ультрафиолета.
Статья: Aleksandr V. Yakovlev, Valentin A. Milichko, Vladimir V. Vinogradov, and Alexandr V. Vinogradov. «Inkjet Color Printing by Interference Nanostructures», ACS Nano. DOI: 10.1021/acsnano.5b06074
