Химики из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) разработали бесцветные нетоксичные чернила, позволяющие печатать цветные изображения при помощи струйного принтера. Новые чернила образуют на поверхности тончайшие наноструктуры, которые при взаимодействии со светом воссоздают цвета по принципу интерференции, также, как в мыльных пузырях. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano, сообщили во вторник ТАСС в пресс-службе университета.
Современные технологии цветной печати основаны на смешении красок различных цветовых схем, таких как CMYK или RGB. Однако используемые в красках вещества могут нанести ущерб природе. Некоторые краски токсичны для морской флоры и фауны, а также могут реагировать с дезинфицирующими средствами, например хлорином, формируя вредные побочные продукты.
В качестве альтернативы краскам можно изменить наноструктуру материала так, чтобы свет отражался от него необходимым образом. В частности, цвет можно воссоздать путем интерференции света - феномена, благодаря которому мы видим цвета в мыльных пузырях. При этом конкретный цвет при интерференции зависит от толщины стенки пузыря.
В своем исследовании группа под руководством Александра Виноградова из Лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий Университета ИТМО задалась целью разработать метод цветной печати, основанный на нанесении многоцветных интерференционных слоев при помощи обычного струйного принтера. Ключом к этой технологии оказалась возможность прицельно контролировать нанесение чернильных капель на поверхность с их последующим превращением в наноструктуры необходимой толщины. Ведь разница в цвете при интерференции определяется всего лишь несколькими нанометрами. Яркие цвета, получаемые таким образом, не выцветают со временем и абсолютно безопасны для окружающей среды.
"Мы впервые применили нанокристаллические золь-гель системы для создания контролируемой интерференции в тонких пленках, используя для этого абсолютно бесцветные чернила из диоксида титана, - прокомментировал Виноградов. - Настраиваемая многослойная печать позволила нам создавать оптические наноструктуры нужной толщины. Эти наноструктуры и дают световую интерференцию, которая приводит к появлению цветов. С учетом многообразия цветов в видимом спектре, количество оттенков, которые можно получить нашим способом, практически не ограничено".
Пока что разработка находится на экспериментальной стадии. Например, создать яркий красный цвет при помощи разработанного метода пока что не удалось. Зато полученный учеными зеленый цвет стал первым в мире полностью безопасным для окружающей среды и одновременно устойчивым для воздействия ультрафиолета.
Александра Борисова
