Los espejos dieléctricos, también conocidos como espejos de Bragg, reflejan la luz casi por completo. Por lo tanto, son adecuados para diversas aplicaciones, como sistemas de cámaras y sistemas de sensores para microscopía y tecnologías médicas. Hasta ahora, tales espejos se han producido mediante procesos complejos en costosos dispositivos de vacío.

Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) ahora son los primeros en imprimir espejos Bragg de alta calidad con impresoras de inyección de tinta. Esto puede allanar el camino hacia la fabricación digital de espejos personalizados. Los resultados de la investigación se publican en Advanced Materials .

Los espejos de Bragg se producen aplicando varias capas delgadas de materiales sobre un soporte. El espejo óptico resultante refleja específicamente la luz de una determinada longitud de onda. La reflectividad de un espejo Bragg depende de los materiales, el número de capas aplicadas y sus espesores. Los investigadores de KIT fueron los primeros en imprimirlos en diferentes soportes. Esto facilita en gran medida la producción.

Tintas hechas de nanopartículas

"Fue un gran desafío desarrollar tintas adecuadas y establecer un proceso confiable para la producción de varias capas delgadas", dice el profesor Uli Lemmer del Instituto de Tecnología Ligera (LTI) de KIT, quien encabeza el proyecto que forma parte de la "Materia 3D Made to Order" clúster de excelencia.

Los constituyentes de las tintas deben tener propiedades ópticas adecuadas y ser solubles. Además, cada capa debe ser lo más homogénea posible para obtener una pila consistente de capas. La presión debe controlarse con precisión y los resultados deben ser reproducibles para garantizar excelentes propiedades ópticas y una alta reflectividad de los espejos Bragg.

El equipo de investigación decidió utilizar nanopartículas. "Gracias al rápido desarrollo de la nanoquímica, las nanopartículas son cada vez más baratas y más diversas", dice Lemmer. Su equipo utilizó una mezcla de dos materiales diferentes, óxido de titanio y metacrilato de polimetilo, como componentes ópticos de las tintas. Usando las tintas, los investigadores lograron producir propiedades ópticas y espesores de las capas extremadamente precisos. "Alcanzamos una reflectividad muy alta del 99 % con solo diez capas dobles", dice Lemmer.

Impresión en áreas grandes y pequeñas

El método desarrollado por los investigadores de LTI se puede utilizar en áreas muy pequeñas hasta rangos de unos pocos micrómetros, lo que permite la producción de componentes ópticos para tecnologías de microsistemas o sistemas de cámaras. Por otro lado, se pueden imprimir grandes superficies de algunos metros cuadrados para módulos solares, fachadas y displays publicitarios.

Dichos espejos incluso se han impreso en láminas de plástico flexible. "El proceso completamente digital permite la fabricación de capas de espejo que se ajustan con precisión a la aplicación. Esta es una gran ventaja en comparación con los métodos de fabricación convencionales", dice Lemmer. + Explora más

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