De meeste kleuren op het papier en de stof van vandaag zijn gemaakt met kleurstoffen of pigmenten. Maar kleuren kunnen ook worden geproduceerd door het oppervlak van een materiaal op nanoschaal aan te passen, waardoor het oppervlak verschillende frequenties van licht reflecteert of verstrooit en deze materialen een "structurele kleur" geeft. Vlindervleugels en vogelveren zijn voorbeelden van materialen die van nature structurele kleur vertonen.

In een nieuwe studie gepubliceerd in ACS Nano , een team van onderzoekers onder leiding van Sergey Bozhevolnyi van de Universiteit van Zuid-Denemarken heeft een nieuwe methode ontwikkeld voor het produceren van heldere structurele kleuren op metaalfilms, de zogenaamde near-percolation plasmonic reflector arrays. De methode maakt gebruik van lasers om kleine (4-nm) gouden nano-eilandjes op een silicaoppervlak te verwarmen en opnieuw vorm te geven. mogelijk een eenvoudig en goedkoop alternatief bieden voor lithografische nanopatronen.

Om verschillende kleuren te produceren, het laservermogen is ingesteld van 1 tot 10 mW. Het laservermogen komt overeen met verschillende hoeveelheden verwarming, die de gouden nano-eilanden zo hervormt dat ze licht van verschillende kleuren reflecteren. Geel wordt geproduceerd bij lage vermogens, groen bij tussenliggende bevoegdheden, en rood bij hoge vermogens.

De methode levert ook verschillende resultaten op, afhankelijk van de polarisatie van de laser (lichtgolven zijn gepolariseerd wanneer ze beperkt zijn tot trillen in bepaalde richtingen). Wanneer het laserlicht lineair gepolariseerd is, de kleuren zijn alleen duidelijk te zien wanneer ze worden verlicht door licht van dezelfde polarisatie. Circulair gepolariseerd laserlicht, anderzijds, produceert polarisatie-onafhankelijke kleuren die zichtbaar zijn met licht van elke soort polarisatie en niet-gepolariseerd licht.

De mogelijkheid om zowel polarisatiegevoelige als polarisatie-onafhankelijke kleuren te produceren kan nuttig zijn voor verschillende soorten toepassingen, en de onderzoekers verwachten dat de methode gemakkelijk kan worden geïmplementeerd voor grootschalig gebruik.

"De fabricageprocedure voor bijna-percolatiereflectorarrays is buitengewoon eenvoudig, waarvoor slechts drie opeenvolgende materiaalafzettingen nodig zijn (om een ​​optisch dikke metalen achterreflector te produceren, een dunne diëlektrische spacer en een zeer dunne semi-continue metaalfilm) en daardoor echt schaalbaar tot massaproductie, ’ schreven de onderzoekers in hun paper.

"De unieke combinatie van bovengenoemde opmerkelijke eigenschappen maakt de benadering die is ontwikkeld voor laserkleurenschrijven gemakkelijk geschikt voor praktische implementatie en gebruik in diverse toepassingen, variërend van nanoschaalpatronen voor veiligheidsmarkering tot grootschalige kleurenafdrukken voor decoratie."

© 2019 Wetenschap X Netwerk