Никад не видите избледели паун. Свијетле, иридесцентно, зелено и плаво перје не изблиједе на сунцу или се не промијене с временом. То је зато што боја све потиче од структуре, а не од пигмента; само перје је смеђе боје, а ситни облици на њима узрокују да се светлосне таласне дужине мешају једна са другом, производећи боје које видите.
Феномен се проучава стотинама година, али током последње деценије или тако, научници су почели да граде ову врсту колоризације у структуре које је створио човек, на пример, објављен данас у часопису Сциенце Адванцес . Ксиаолонг Зху и тим са Данског технолошког универзитета развили су методу која користи ласере за израду наноструктуре од германија, које одражавају таласне дужине одређених боја, а могу се користити за прављење трајних слика у боји.
"Најважније је да радимо ласерски штампање високих резолуција пуно боја по врло танком филму германијумског материјала", каже Зху.
Назива га ласерским штампањем, мада основе структуралне боје садрже низ микроскопских стубова на површини, а не оно што ми сматрамо нормалним ласерским штампачем. Величина и облик ових стубова одговарају таласној дужини видљиве светлости на такав начин да само одређене таласне дужине могу избећи корита. Међу материјалима које је направио човек, та подлога је метал или полуводич. У овом случају, Зху и његов тим положили су германијум преко пластичних стубова, постајући први који је изградио такве структуре полуводича без метала помешан.
Ово је дало посебну предност: Ласерски јаки уређај, подешен на праву фреквенцију, може селективно растопити германијум. Полазна тачка је танки филм германијума, навучен преко танке, флексибилне, пластичне површине, са микроскопским кружним ступовима који се пружају према горе. Када истраживачи ласером ударају у ступове, они се из круга топе у сферу, што мења боју да се материјал појави из црвене у плаву. Пошто су стубови широки само 100 нанометара, процес може да обезбеди до или преко 100 000 дпи, што је око максималне резолуције теоретски могуће за традиционалне ласерске штампаче.
Још боље, степен топљења је такође контролисан, што значи да половина сфере или делимична сфера могу показати боју било где у визуелном спектру између две крајности.
„Оно што они овде стварно решавају је кључни инжењерски проблем који се мора решити за одређене примене у структурној боји, и на тај начин можете направити систем у који можете у њега уписати узорак као различите структурне боје у различитим тачкама образац “, каже Винотхан Манохаран, професор физике на Харварду, чија лабораторија проучава различита средства за прављење структуралних боја заснована на самосастављању наночестица.
Овакве структурне боје за штампање пожељне су због своје трајности. Као и паун, неће избледети или избелити.
"Неће дуго избледети", каже Зху. „То је предност ове врсте технологије. Масти пигмената ће временом избледети, посебно за спољашњу употребу. "
На овој слици Мона Лизе ласерски исписано 127.000 тачака по инчу. (Технички универзитет Данске) Иако ова метода захтева материјал на коме је полупроводник (и није нарочито јефтин, мада тим ради на замјени германија лакшим расположивим силицијумом), Зху каже да је слој полуводича толико танак - 35 нанометара - да се штампа на њему постаје изводљиво за многе апликације. Прво помиње безбедност и складиштење информација, јер им висока разлучивост и велика густина информација омогућена кодирањем у боји.
ДВД би могао доћи са сигурносним узорком, каже он. Или, ако се кружни стубови замене квадратним кутијама, онда се светлост поларише на одређени начин. Информације се могу складиштити, али их се може набавити само под правилно поларизованом светлошћу. То би могло наићи на водене жигове или „мастило“ ради фалсификоване заштите у валутама.
Ипак, не тражите ништа ускоро на полицама. Зху и његов тим још увек покушавају да реше тежак, али важан проблем: како произвести зелено светло. Зелена је у средини спектра, што значи да ће морати да развију структуре које ће апсорбирати и плаву и црвену светлост. Тренутно развијају сложеније наноструктуре за то, каже Зху.
"Мораће да реше неке друге проблеме да би постигли апликације које су желели да постигну", каже Манохаран. „Ово је сада велико поље. На овом простору је доста посла. Постоји широк спектар примене за структурне боје и то је разлог зашто постоји толико различитих техника. За ову апликацију, моје лично мишљење је да је заиста добра за сигурносне боје. "
