• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
8 апреля, 08:00
Evgenia Vavilova
602

Физики научились печатать изображения структурными цветами

❋ 4.6

Пигменты выцветают, диоды сгорают, а структурная окраска таким процессам не подвержена. Ученым осталось придумать, как наносить нанообъекты на поверхности дешево и быстро.

Образцы структурных чернил. Цветное изображение отражает свет, черно-белое — те же чернила, при прохождении света сквозь них. По оси X — диаметр частиц, по оси Y — концентрация сфер в чернилах / © H. Yamana et al., Advanced Materials 2026. DOI: 10.1002/adma.202523036
Образцы структурных чернил. Цветное изображение отражает свет, черно-белое — те же чернила, при прохождении света сквозь них. По оси X — диаметр частиц, по оси Y — концентрация сфер в чернилах / © H. Yamana et al., Advanced Materials 2026. DOI: 10.1002/adma.202523036

Сделать объект цветным можно с помощью разных физических принципов. Светодиоды в экранах излучают на определенной длине волны, пигменты отражают нужный диапазон световых волн. А вот структурная окраска использует преломление и интерференцию — аккуратно расположенные нано- и микрообъекты могут манипулировать светом.

Со структурными цветами есть проблема: их нужно именно создавать, аккуратно выстраивать микроскопические объекты в необходимом порядке. Но группа японских ученых придумала способ печатать структурными цветами на специальном принтере. Основа их технологии — краска с кремниевыми сферами. Научная работа опубликована в журнале Advanced Materials.

Краска для принтера состоит из кремниевых сфер размером от 100 до 200 нанометров. Сферы отражают разный цвет, он зависит от размера кристалла. Краска на их основе легкая, нетоксичная, производится из возобновляемых источников и не выцветает.

При высыхании растворителя наносферы стремились слипаться, что ухудшало цветовые характеристики краски. Ученые решили эту проблему, покрыв кремниевые сферы оболочкой из диоксида кремния. Это вещество, в том числе используемое в пищевой промышленности как антислеживающий агент, стало прозрачным буфером между кремнием и окружающей средой.

Кристалл (темное ядро каждого шарика) с оболочкой из диоксида кремния (светлая внешняя часть каждого шарика) / © H. Yamana et al., Advanced Materials 2026. DOI: 10.1002/adma.202523036

Физики проверили свою систему экспериментально. Они распечатали изображения на пластмассе и металле с разрешением от 250 до 125 точек на дюйм.

Распечатанные на ПЭТ-пленке изображения выглядят по-разному при прохождении света сквозь них и при освещении сверху. Это связано с тем, как кремниевые наносферы взаимодействуют со светом в процессе, называемом «рассеянием Ми», добиться того же с помощью пигментных чернил невозможно. При нанесении на монитор такие изображения будут практически невидимы, когда дисплей включен, но четко видны, когда он выключен.

Пленка с изображением на работающем и выключенном экране смартфона / © H. Yamana et al., Advanced Materials 2026. DOI: 10.1002/adma.202523036

Ученые считают, что структурные чернила будут полезны для отображения информации с нулевым энергопотреблением. Другое возможное применение — технологии защиты от подделок.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Evgenia Vavilova
Пишет в основном о физике и химии, любит нанотехнологии, шестиугольники и утконосов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
6 июля, 14:44
Илья Гриднев

Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.

4 июля, 09:30
Любовь С.

Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.

6 июля, 10:09
Дарья Губина

В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.

4 июля, 09:30
Любовь С.

Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.

6 июля, 14:44
Илья Гриднев

Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.

5 июля, 11:05
Марк Чернов

Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.

10 июня, 11:51
Александр Березин

Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий