Sie haben von verschwindender Tinte gehört. Machen Sie sich jetzt bereit für plötzlich erscheinende Tinte. Mit einer klaren Flüssigkeit können Forscher einen vollen Regenbogen von Farben auf transparente Oberflächen drucken. Der Trick besteht darin, die Flüssigkeit in präzisen Mikromustern zu drucken, die eine strukturelle Farbe erzeugen.
Strukturfarben entstehen durch die Art und Weise, wie verschiedene Wellenlängen des Lichts von mikroskopischen Unvollkommenheiten auf Oberflächen reflektiert werden (SN: 17.08.21; SN: 6/1/16). „In der Natur gibt es viele schöne Strukturfarben, zum Beispiel die Flügel von Schmetterlingen, die Federn von Pfauen, die Haut von Chamäleons und so weiter“, sagt Yanlin Song, Materialchemiker an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking.
Song und Kollegen druckten mit einem gewöhnlichen Tintenstrahldrucker und klarer Polymertinte Strukturfarben auf transparente Silikonfolien. Der Drucker übersät die Silikonfolien mit Millionen von mikroskopisch kleinen Tintendomen, von denen jede als einzelnes Pixel im resultierenden Bild diente. Das Anpassen der Größe einer Mikrokuppel änderte die Wellenlänge des Lichts, das die Kuppel reflektierte, und damit auch ihre Farbe (SN: 08.03.19). Die Erhöhung der Breite einer einzelnen Kuppel von 6,6 auf 11 Mikrometer hat ihren Farbton entlang des Spektrums von Blau zu Rot und wieder zurück verschoben, berichten die Forscher online am 22. September in Wissenschaftliche Fortschritte.
Je dichter die Kuppeln gepackt waren, desto heller war das Bild. Und das Drucken eines Medleys aus verschiedenfarbigen Tintenpixeln über einen einzelnen Bereich erzeugte gemischte Schattierungen wie Braun und Grau. Mit dieser Technik druckte Songs Team mehrfarbige, fotorealistische Porträts von Isaac Newton, Marilyn Monroe und anderen berühmten Persönlichkeiten.
„Ich war aufgeregt zu sehen, dass jemand benutzt hatte [structural color] zu diesem Zweck“, sagt Lauren Zarzar, eine Materialchemikerin an der Penn State, die ähnliche Strukturfarben untersucht hat, die von Wasser- und Öltröpfchen geworfen werden. „Sie hatten einige schöne Beispiele, die meiner Meinung nach die Vielseitigkeit dieses Mechanismus veranschaulichten.“
Zarzar stellt sich vor, Strukturfarben zu verwenden, um komplexe optische Signaturen für fälschungssichere Merkmale auf Ausweisen oder Währungen zu erstellen. Solche schimmernden, farbechten Farbtöne könnten auch nützliche Materialien für Kosmetik, Kleidung oder Architektur sein, sagt sie.