Kleuren printen zonder kleurstof

Het is iets wat in de natuur al voorkomt; dieren die in plaats van pigment ‘structurele’ kleuren gebruiken in hun huid. Dat betekent dat hun huid – maar dat kunnen ook veren, haren of exoskeletten zijn – op nano-niveau een structuur heeft die alleen een bepaalde kleur licht reflecteert. Een mooi voorbeeld is de pauw, die nog een andere leuke eigenschap van structurele kleuren laat zien; de kleuren van de veren kunnen veranderen als je er van verschillende kanten naar kijkt. Dit optische effect, wat iriseren heet, wordt veroorzaakt door de structuur van de veren en hoe het licht weerkaatst wordt op die structuur.

Printer bootst natuur na

De recent ontwikkelde printer maakt gebruik van hetzelfde principe. De laser van de printer maakt structuren op het printmedium, wat in dit geval een dunne laag Germanium is. De structuren zorgen ervoor dat alleen een specifieke lichtgolflengte wordt gereflecteerd. In het kleurenspectrum heeft elke kleur een eigen golflengte, dus zo kan gecontroleerd bepaald worden welke kleur op welke plek zichtbaar wordt. Tot nu toe kan de printer alleen nog bruin,- rood- en blauwtinten produceren, maar daar zeggen de onderzoekers aan te werken.

Printen op hoge resolutie mogelijk

De printer werkt op nano-niveau. Hierdoor kan hij op een erg hoge resolutie printen. De onderzoekers spreken van een resolutie van 100.000 dots per inch (DPI). Daarbij moet wel gezegd worden dat er alleen geprint is op speciale, lichtabsorberende materialen. Voor het toepassen op meer gangbare materialen zoals printpapier zou er een speciale film op het papier moeten zitten die het printen mogelijk maakt.

Eigenschappen en toepassingen

Omdat de printer geen kleurstoffen gebruikt kunnen er kleuren geproduceerd worden die niet vervagen in de loop der tijd, dit is bijvoorbeeld handig voor het maken van watermerken op geld. Daarnaast hebben de kleuren, afhankelijk van het printmedium, veel diepere kleuren dan de kleuren van een printer die kleurstof, zoals inkt, gebruikt.

Omdat het maken van structuren op het printoppervlak ook het eerder genoemde ‘iriseren’ mogelijk maakt, zien de onderzoekers ook mogelijkheden voor optische encryptie. Bepaalde kleuren kunnen dan alleen oplichten als licht onder een bepaalde hoek het oppervlak belicht. Ook voor optische data-opslag zou deze printtechniek interessant kunnen zijn.

Bron: Xiaolong Zhu et al, Science Advances, Vol 3, No. 5, 03 May 2017

Dit artikel werd verzorgd door de wetenschapsredactie van De Kennis van Nu (NTR)

Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co
Dinsdag en vrijdag rond 10.50 uur in de Ochtend