Una interpretación a nanoescala en color de una imagen de prueba estándar utilizada en experimentos de procesamiento de imágenes:(a) Antes de la adición de metal en las nanoestructuras, la imagen solo tiene tonos de escala de grises como se observa bajo un microscopio óptico. (b) Los colores se observan usando el mismo microscopio óptico después de la adición de las capas metálicas a las nanoestructuras y en patrones específicos. (c) Zoom en la imagen con la misma configuración, Se observa el reflejo especular en el rabillo del ojo que muestra el detalle de color refinado que el nuevo método es capaz de lograr. La región indicada (abajo a la derecha) está formada por nanoestructuras como se observa en la micrografía electrónica. Crédito:Agencia para la Ciencia, Tecnología e investigación (A * STAR)
Inspirado en vidrieras de colores, investigadores de Singapur han demostrado un método innovador para producir afilados, imágenes en color de espectro completo a 100, 000 ppp que se pueden aplicar en pantallas a color reflectantes, lucha contra la falsificación, y grabación de datos ópticos de alta densidad.
Investigadores del Instituto de Investigación e Ingeniería de Materiales (IMRE) de A * STAR han desarrollado un método innovador para crear imágenes en color de espectro completo a 100, 000 puntos por pulgada (ppp), utilizando estructuras de tamaño nanométrico con cordones metálicos, sin necesidad de tintas ni colorantes. En comparación, Las impresoras industriales actuales, como las impresoras de inyección de tinta y láser, solo pueden alcanzar hasta 10, 000 ppp, mientras que los métodos de grado de investigación pueden dispensar tintes para imágenes de un solo color. Este novedoso avance permite que la coloración se trate no como una materia de entintado sino como una materia litográfica, que potencialmente puede revolucionar la forma en que se imprimen las imágenes y desarrollarse aún más para su uso en pantallas a color reflectantes de alta resolución, así como en el almacenamiento de datos ópticos de alta densidad.
La inspiración para la investigación se derivó de las vidrieras, que tradicionalmente se hace mezclando pequeños fragmentos de metal en el vidrio. Se descubrió que las nanopartículas de estos fragmentos metálicos dispersaban la luz que atravesaba el vidrio para dar a las vidrieras sus colores. Usando un concepto similar con la ayuda de herramientas modernas de nanotecnología, los investigadores modelaron con precisión nanoestructuras metálicas, y diseñó la superficie para reflejar la luz para lograr las imágenes en color.
"La resolución de las imágenes impresas en color depende en gran medida del tamaño y el espaciado entre 'nanodots' de color individuales", explicó el Dr. Karthik Kumar, uno de los investigadores clave involucrados. "Cuanto más cerca estén los puntos y, debido a su pequeño tamaño, cuanto mayor sea la resolución de la imagen. Con la capacidad de colocar con precisión estos puntos de color extremadamente pequeños, pudimos demostrar la resolución de color de impresión teórica más alta de 100, 000 ppp ".
"En lugar de utilizar diferentes tintes para diferentes colores, codificamos la información de color en el tamaño y la posición de pequeños discos de metal. Estos discos luego interactuaron con la luz a través del fenómeno de resonancias de plasmones, ”Dijo el Dr. Joel Yang, el líder del proyecto de la investigación. “El equipo creó una base de datos de colores que correspondía a un patrón de nanoestructura específico, tamaño y espaciado. A continuación, estas nanoestructuras se colocaron en consecuencia. Similar a la imagen de "colorear por números" de un niño, los tamaños y posiciones de estas nanoestructuras definieron los "números". Pero en lugar de colorear secuencialmente cada área con una tinta diferente, Se depositó una película metálica ultrafina y uniforme en toda la imagen, lo que provocó que los colores "codificados" aparecieran todos a la vez. casi como magia! " añadió el Dr. Joel Yang.
Los investigadores de IMRE también habían colaborado con el Instituto de Computación de Alto Rendimiento (IHPC) de A * STAR para diseñar el patrón utilizando simulación y modelado por computadora. El Dr. Ravi Hegde del IHPC dijo:“Las simulaciones por computadora fueron vitales para comprender cómo las estructuras dieron lugar a colores tan ricos. Este conocimiento se está utilizando actualmente para predecir el comportamiento de matrices de nanoestructuras más complicadas ".
Los investigadores están trabajando actualmente con Exploit Technologies Pte Ltd (ETPL), El brazo de transferencia de tecnología de A * STAR, para involucrar a colaboradores potenciales y explorar la licencia de la tecnología. La investigación se publicó en línea el 12 de agosto de 2012 en Nanotecnología de la naturaleza , una de las principales revistas científicas de ciencia de materiales y nanotecnología.
