In de natuur, kleuren spelen een vitale rol in gedrag zoals bestuiving, signalering voor paring en verdediging tegen roofdieren. Kleuren zijn ook een belangrijke factor in wetenschappelijk onderzoek dat de basis kan vormen voor nieuwe print- en anti-namaaktoepassingen.

Het is in deze applicatie die onderzoekers van het polymeerprogramma van de University of Akron (UA) onderzoeken. Promovendi in de polymeerwetenschap Mario Echeverri en Anvay Patil, en Dr. Ali Dhinojwala, HA Morton hoogleraar polymeerwetenschap, samen met onderzoekers van de Northwestern University en de Universiteit Gent in België, een onderzoeksartikel geschreven, "Een breed scala aan verzadigde structurele kleuren afdrukken met behulp van binaire mengsels, Met toepassingen in de strijd tegen namaak, "Onlangs gepubliceerd in het tijdschrift van de American Chemical Society" Toegepaste materialen en interfaces .

Structurele kleuren verkennen

Structurele kleuren zijn kleuren die worden gereflecteerd wanneer microscopisch kleine oppervlakken zichtbaar licht verstoren. Op de pauw, bijvoorbeeld, staartveren hebben bruin pigment, of melanine, maar door hun microscopische structuur weerspiegelen ze de oogverblindende kleuren die we typisch zien bij pauwen:blauw, groen en turkoois.

De huidige printtechnologieën maken gebruik van pigmentkleuren die zijn samengesteld uit giftige metaal- of organische pigmenten die na verloop van tijd onderhevig zijn aan degradatie en vervaging. De wetenschappers hebben een veelzijdige techniek gebruikt om substraatoppervlakken aan te passen, waardoor ze kleuren kunnen printen op verschillende oppervlakken, waaronder metalen, kunststoffen, hout, papieren en stoffen.

In hun studie hebben de onderzoekers stelden structurele kleurenafdrukken voor met behulp van eenvoudig binaire mengsels van deeltjes om een ​​breed scala aan verzadigde structurele kleuren te produceren. Eigenlijk, door deeltjes van verschillende grootte zoals zand (silica) en melanine (een synthetische nabootser) in verschillende hoeveelheden te mengen, de onderzoekers waren in staat om levendige kleuren te produceren, variërend van blauw tot rood, die vergelijkbaar zijn met wat mensen kunnen waarnemen in vogelveren.

De onderzoekers hebben aangetoond dat de zichtbaarheid van de kleuren kan worden gewijzigd door de kleur van het achtergrondoppervlak te veranderen, een eigenschap die zeer wenselijk is voor anti-namaaktoepassingen.

Volgens de onderzoekers is de methodologie zorgt voor een revolutie in de huidige printtechnologie door hen in staat te stellen heldere, langdurige en niet-vervagende kleuren, die op een bepaald moment slechts een conceptie was. De eenvoud van deze aanpak opent een weg voor eenvoudige opschalingsoperaties, zoals inkjetprinten, en inzichten in anti-namaaktoepassingen, zoals aangetoond in de studie.

Onderzoekstoepassingen

De methodologie van de onderzoekers is voordelig ten opzichte van de huidige voorgestelde structurele kleurendruktechnologieën. Bijvoorbeeld, de cold-plasma-methodologie die in hun onderzoek wordt gepresenteerd, is nog niet eerder gebruikt in de context van deze aanvraag. Het heeft verschillende voordelen:

• Het elimineert de noodzaak van sterk geconcentreerde deeltjessuspensies of chemische additieven om het koffieringeffect te voorkomen dat nadelig is voor de afdrukkwaliteit.
• Deze techniek kan de oppervlakken van verschillende materialen, zoals papier, kleding stof, metalen, anorganische stoffen, en polymeren, zonder toevlucht te nemen tot natte behandelingen.
• Het vergemakkelijkt de zelfassemblage van deeltjesmengsels om structurele kleuren te genereren.

De volgende fase van dit onderzoek zou zijn om de operaties op te schalen door het systeem te testen met commerciële inkjetprinters om het genereren van complexe/ingewikkelde patronen en ontwerpen mogelijk te maken. Dus, de industrieën die direct geïnteresseerd zouden zijn in dit voorgestelde onderzoek zijn onder meer inkjetprinten, verf, inkt, cosmetica, textiel en kunststoffen.