Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri están dando un nuevo significado al término "leer la letra pequeña" con su demostración de un proceso de impresión en color utilizando nanomateriales.

En este caso, las características de impresión son muy finas, visibles solo con la ayuda de un microscopio electrónico de alta potencia.

Los investigadores describen su método de impresión "sin tinta" en el último número de la revista Nature Publishing Group. Informes científicos e ilustrar su técnica reproduciendo el logotipo deportivo de Missouri S&T en una superficie a escala nanométrica. Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro, y algunos nanomateriales tienen solo unos pocos átomos de tamaño.

El método descrito en el Informes científicos El artículo "Impresión estructural en color basada en metasuperficies plasmónicas de perfecta absorción de luz" implica el uso de finos sándwiches de materiales dieléctricos metálicos a escala nanométrica conocidos como metamateriales que interactúan con la luz de formas no vistas en la naturaleza. Experimentar con la interacción de la luz blanca en estructuras tipo sándwich, o interfaces plasmónicas, los investigadores desarrollaron lo que ellos llaman "una plataforma de impresión en color estructural simple pero eficiente" a nivel de escala nanométrica. Creen que el proceso es prometedor para futuras aplicaciones, incluidas las artes visuales a nanoescala, marcado de seguridad y almacenamiento de información.

La superficie de impresión de los investigadores consiste en una estructura similar a un sándwich formada por dos películas delgadas de plata separadas por una película "espaciadora" de sílice. La capa superior de película de plata tiene un grosor de 25 nanómetros y está perforada con pequeños orificios creados por un proceso de microfabricación conocido como fresado con haz de iones enfocado. La capa inferior de plata es cuatro veces más gruesa que la capa superior, pero sigue siendo minúscula a 100 nanómetros. Entre las películas superior e inferior se encuentra un espaciador dieléctrico de sílice de 45 nanómetros.

Los investigadores crearon una plantilla reducida del logotipo deportivo y perforaron pequeñas perforaciones en la capa superior de la estructura del metamaterial. Bajo un microscopio electrónico de barrido, la plantilla parece un patrón de bordado del logotipo. Luego, los investigadores emitieron luz a través de los orificios para crear el logotipo sin tinta, solo la interacción de los materiales y la luz.

Ajustando el tamaño del agujero de la capa superior, la luz a la frecuencia deseada se transmite al material con una absorción perfecta. Esto permitió a los investigadores crear diferentes colores en la luz reflejada y, por lo tanto, reproducir con precisión el logotipo deportivo de S&T con paletas de colores a nanoescala. Los investigadores ajustaron aún más los agujeros para alterar el esquema de color verde y dorado oficial del logotipo para introducir cuatro nuevos colores (un ampersand naranja, magenta "S" y "T, "símbolo de pico cian y azul marino" Missouri ").

"Para reproducir una obra de arte colorida con nuestras paletas de colores a nanoescala, reemplazamos diferentes áreas en la imagen original con diferentes nanoestructuras con tamaños de orificios específicos para representar varios colores visibles, "dice el Dr. Xiaodong Yang, profesor asistente en Missouri S&T, quien dirige el Laboratorio de Óptica a Nanoescala en el departamento de ingeniería mecánica y aeroespacial de la universidad. "Elegimos el logotipo atlético para satisfacer esa necesidad".

"A diferencia del proceso de impresión de una impresora de inyección de tinta o láser, donde se utilizan pigmentos de colores mezclados, no se utiliza tinta de color en nuestro proceso de impresión estructural, solo diferentes tamaños de orificios en una fina capa metálica, "dice el Dr. Jie Gao, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en Missouri S&T y coautor del artículo.

En su papel los autores señalan que el proceso dio como resultado "colores puros con alto brillo" con poca necesidad de recubrimientos protectores. Los investigadores creen que el proceso podría conducir a "alto rendimiento, impresión en color sin pigmentos y aplicaciones relevantes como el marcado de seguridad y el almacenamiento de información ".