Siehe Seifenblasen und Schmetterlingsflügel, die Chinesische Akademie der Wissenschaften verwendet transparente Tinte, um einen Farbdruck zu erzielen

Drucker sind derzeit schwer zu ersetzen, aber wissen Sie, dass dies viele Umweltprobleme verursachen wird?

Der chemische Prozess der Herstellung von Pigmenten und Tinten ist nicht umweltfreundlich: Viele Farbdrucke erfordern den ständigen Austausch mehrerer Tintenpatronen und viele Tintenpatronen liegen auf der Müllhalde, bevor sie erschöpft sind. Laut Statistik werden jedes Jahr 1,1 Milliarden Tintenpatronen weggeworfen, und es wird etwa 450 Jahre dauern, bis sie sich auf natürliche Weise zersetzen. Eine Schachtel Tinte mit Resttinte verschmutzt durchschnittlich 60 Kubikmeter Wasser.

▲ Fortschrittliche Fotodrucker werden mit mehreren Farbtintenpatronen ausgestattet. Bild von: Denisgomes

Die vielen Probleme in der Druckindustrie ermutigen die Forscher, andere Verfahren zur Erzeugung von Farbbildern zu erfinden. Vor kurzem schlugen Forscher des Instituts für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ein Verfahren zum Drucken von "Vollfarb-Strukturfarbbildern" unter Verwendung transparenter Polymertinten vor. Diese Methode durchbricht unser inhärentes Wissen über den Farbdruck, und Farbtinte wird nicht mehr benötigt, um verschiedene Farben darzustellen.

Strukturfarbe (Strukturfarbe), auch als "physikalische Farbe" bekannt, ist die Farbe, die durch die Wechselwirkung zwischen mikroskopischer physikalischer Struktur und natürlichem Licht (wie Streuung, Interferenz, Beugung usw.) entsteht. Sie unterscheidet sich vollständig von der Farbwiedergabe Prinzip der "chemischen Farbe".

Wunderschöne Regenbögen und Seifenblasen, bunte Pfauenfedern und Schmetterlingsflügel – diese Farben, die in der Sonne leuchten, sind Strukturfarben, die in der Natur weit verbreitet sind.

▲ Bild aus: Brocken Inaglory

Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften modifizierten den gebräuchlichsten Farbdrucker-Tintenstrahldrucker nach dem Prinzip der Strukturfarbe. Sie verwendeten eine Polymertinte, die für das menschliche Auge transparent ist, und ersetzten Papier, das die meisten Flüssigkeiten leicht aufnimmt, durch Glas mit einer hydrophoben Oberfläche. Wenn die Tintentropfen auf Wasserbasis fallen, werden sie vom Glas abgestoßen und bilden eine Struktur ähnlich einer "Minikuppel".

Unter Verwendung der Oberflächenspannungseigenschaften von Flüssigkeiten und der hydrophoben Wirkung von Glas kann der Drucker Mikrokuppeln unterschiedlicher Größe und Form erstellen, von denen jede Licht unterschiedlicher Wellenlänge reflektiert, wodurch das menschliche Auge unterschiedliche Farben wahrnimmt. Durch das Gruppieren von Tausenden von Bildern können Sie größere Vollfarbbilder erstellen, die wie farbige Tintentröpfchen aussehen, die auf Papier gesprüht werden.

▲ Bild von: GIZMODO

Dieser Effekt funktioniert allerdings nur auf einer Seite, bei Betrachtung der Glasscheibe von der anderen Seite ist die Tinte noch transparent, was eigentlich sehr praktisch ist.

Vögel sind beim Durchqueren der Stadt mit einer hohen Sterblichkeitsrate konfrontiert: In New York City sterben jedes Jahr 90.000 bis 230.000 Vögel durch Fensterkollisionen, die für sie unsichtbar sind. Zukünftig kann das gesamte Hochhaus mit solchen Glasscheiben abgedeckt werden, sei es eine große Reklametafel oder ein vogelsicheres Fenster, ohne den Blick ins Innere zu versperren.

▲ Bild aus: Institut für Chemie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Forscher glauben, dass sie durch präzise Manipulation der Mikrokuppelform und Musterstruktur die Sättigung, Helligkeit und andere Aspekte der Farbe vollständig steuern können.

▲ Dieses neue Druckverfahren hat eine hohe Wiedergabetreue. Bild von: GIZMODO

Dieses neue Strukturfarbverfahren ist mit bestehenden Druckern kompatibel und kann auch dazu beitragen, die Druckkosten zu senken, da nur eine einzige Tinte benötigt wird. Darüber hinaus können diese Drucke leicht bleichen und haben eine viel längere Lebensdauer als Farbstoffe, die mit der Zeit verblassen. Solange die Mikro-Dome-Struktur nicht zerstört wird, ist die Farbe immer so lebendig und gesättigt wie auf den ersten Blick, es handelt sich also um eine umweltfreundlichere und stabilere Farbwiedergabemethode.

2015 haben Forscher der Missouri University of Science and Technology außerdem einen "tintenlosen Drucker" entwickelt, der auf dem Prinzip der Strukturfarbe basiert. Sie verwendeten Laser, um Tausende von kleinen Löchern in Metallmaterialien zu bohren, um die gleiche Mikrostruktur wie Schmetterlingsflügel zu erzeugen, aber nur wenige Farben wie Gold, Grün, Orange, Cyan, Magenta und Marineblau können sichtbar gemacht werden.

▲ Dünnes Sandwichmaterial mit Tausenden von Mikroporen Bild von: GIZMODO

Wichtiger ist, dass der "Inkless-Drucker" nur auf Mikroebene arbeiten kann: Er verwendet ein nur 170 Nanometer dünnes Zwischenmaterial, das aus zwei Silberschichten und einer dazwischenliegenden Siliziumdioxidschicht besteht. Diese Vollfarbversion des Logos der Missouri University of Science and Technology ist ungefähr ein Milliardstel Meter groß.

▲ Bild von: GIZMODO

Dieser "tintenlose Drucker" war jedoch ursprünglich "nicht druckend", sondern widmete sich subtileren Anwendungen, wie der Erstellung fortschrittlicher Sicherheitsmarkierungen, die für das bloße Auge unsichtbar sind, und der Realisierung neuer Arten der Informationsspeicherung.

Trauben sind nicht die einzigen Früchte.

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Ai Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo