Химики из Университета информационных технологий, механики и оптики в Санкт-Петербурге (Университет ИТМО) 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, благодаря интерференции. Цвет проявляется по тому же принципу, что и на мыльных пузырях.
Технология цветной печати претерпела множество изменений за последние 40 лет. Но до сих пор цвета и оттенки, как правило, создаются при помощи пигментов. Они же зачастую наносят вред окружающей среде. Так, некоторые краски токсичны для морской флоры и фауны, аккумулируются в живых организмах и представляют опасность для экосистемы нашей планеты.
Изменить ситуацию решили российские химики, которым удалось разработать бесцветные нетоксичные чернила. Яркие цвета, получаемые при новом способе печати, не выцветают со временем и абсолютно безопасны для окружающей среды.
В своём исследовании группа учёных под руководством Александра Виноградова из Лаборатории растворной химии передовых материалов и технологий ИТМО задалась целью разработать метод цветной печати, основанный на нанесении интерференционных слоев при помощи обычного струйного принтера.
Необходимо было научиться точно контролировать нанесение чернильных капель на поверхность, получить возможность создавать из капель наноструктуры необходимой толщины. Ведь иногда разница в цвете при интерференции определяется всего лишь несколькими нанометрами.
"Мы впервые применили нанокристаллические золь-гель системы для создания контролируемой интерференции в тонких плёнках, используя для этого абсолютно бесцветные чернила из диоксида титана, – говорит Виноградов. – Настраиваемая многослойная печать позволила нам создавать оптические наноструктуры нужной толщины. Эти наноструктуры и дают световую интерференцию, которая приводит к появлению цветов. Уже сегодня мы можем гарантированно получать несколько десятков оттенков".
В настоящий момент разработка, несмотря на все достижения, находится на экспериментальной стадии. Например, создать яркий красный цвет при помощи нового метода пока что не удалось. Зато полученный и напечатанный на принтере зелёный цвет стал первым в мире полностью безопасным для окружающей среды и одновременно устойчивым для воздействия ультрафиолета.
Результаты работы российских химиков опубликованы в журнале ACS Nano .
