Onderzoekers vervagen de grenzen tussen wetenschap en kunst door te laten zien hoe een laser kan worden gebruikt om artistieke meesterwerken te creëren op een manier die klassieke verf en penselen weerspiegelt. De nieuwe techniek creëert niet alleen verfachtige kleurstreken op metaal, maar biedt ook een manier om kleuren te veranderen of te wissen.

"We hebben een manier ontwikkeld om een ​​laser te gebruiken om gelokaliseerde kleuren op een metalen canvas te creëren met behulp van een techniek die het metaal verwarmt tot het punt waarop het verdampt, ", zei onderzoeksteamleider Vadim Veiko van de ITMO University in Rusland. "Met deze aanpak, een kunstenaar kan miniatuurkunst maken die een complexe betekenis uitstraalt, niet alleen door vorm en kleur, maar ook door verschillende laser-geïnduceerde microstructuren op het oppervlak."

In optiek , Het tijdschrift van de Optical Society (OSA), Veiko en collega's laten zien dat hun nieuwe lasertools kunnen worden gebruikt om unieke kleurrijke schilderijen te maken, waaronder een miniatuurversie van Van Goghs schilderij 'De sterrennacht'.

"We hopen dat laserschilderen de aandacht van moderne kunstenaars zal trekken en zal leiden tot de creatie van een geheel nieuw type kunst, "Zei onderzoeksteamlid Yaroslava Andreeva. "De aanpak kan ook worden gebruikt voor modern design en om kleurmarkeringen op verschillende producten te creëren."

Schilderen met licht

De nieuwe studie bouwt voort op eerder werk waarin de onderzoekers onderzochten hoe ze lasers konden gebruiken om kleur te creëren op titanium en roestvrij staal. "We wilden meer doen dan een breed palet aan stabiele kleuren aanbieden, " zei Galina Odintsova, een lid van het onderzoeksteam. "Dus, we hebben gewerkt aan een handig hulpmiddel om ze meer als een penseel van een kunstenaar toe te passen."

Voor de nieuwe techniek de onderzoekers verhitten het metaal tot een punt waarop het begint te verdampen - veel hoger dan de smelttemperaturen die in eerder ontwikkelde benaderingen werden gebruikt. Als het metaal afkoelt, een extreem dunne film van metaaloxidevormen. Licht dat door het metalen oppervlak en de bovenkant van de oxidefilm wordt gereflecteerd, interfereert op een manier die verschillende kleuren produceert, afhankelijk van de dikte van de film.

"Door het laserverwarmingsbereik voldoende te vergroten om het verdampingsproces te creëren, zijn onze kleurstreken omkeerbaar, herschrijfbaar, uitwisbaar en veel efficiënter, " zei Odintsova. "Onze markeersnelheid is meer dan 10 keer sneller dan eerder gemeld."

Uitwisbare kleur

De onderzoekers gebruikten een nanoseconde ytterbiumvezelsysteem uitgerust met een galvanometrische scanner om lijnen te creëren die oppervlaktereliëf combineren met optische effecten, negen basiskleuren creëren. Een tweede laserpassage met een hogere scansnelheid kan de kleur van een gebied wissen of veranderen. Ze toonden aan dat de oppervlaktekleur van gewiste gebieden niet te onderscheiden was van een niet-behandeld oppervlak en dat kleuren meerdere keren konden worden gewist en herschreven zonder de resulterende kleur te beïnvloeden.

Ze demonstreerden de nieuwe laserpenseel door deze te gebruiken om in slechts 4 minuten een 3 x 2-inch versie van "Starry Night" te maken. Ze maakten ook originele kunstwerken om de kleurmenging en het wissen te demonstreren. De onderzoekers wijzen erop dat foto's die zijn gemaakt met behulp van deze laserverfbenadering extreem goed bestand zijn tegen ruwe omgevingen en chemicaliën en geen speciale opslag vereisen.

De onderzoekers willen hun nieuwe laserschildermogelijkheden opnemen in een handheld-tool die net als een pen of penseel kan worden gebruikt om kleurrijke afbeeldingen of tekeningen op metalen of metaalfolies te maken. De aanpak kan ook worden gebruikt om nanogestructureerde en hybride materialen of periodieke oppervlakteroosters toe te voegen om een ​​verscheidenheid aan optische effecten te bereiken.