Версия для слабовидящих
Алюминий превратили в краску с переключаемой цветностью Печать Email
Новости об инновациях
01.06.2016

Физики из Университета Мельбурна разработали способ получения цветных изображений на основе наночастиц алюминия. За их окрашивание отвечает эффект плазмонного резонанса: различные цвета соответствуют частицам разных размеров. Авторы отмечают необычное свойство таких изображений — в зависимости от поляризации падающего на них света они могут становиться почти черно-белыми или быть цветными. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters, кратко о нем сообщает Phys.org

Эффект плазмонного резонанса приводит к тому, что разные, например, по длине наночастицы по-разному отражают белый свет. Возникновение резонанса связано с тем, что электроны внутри твердых тел (например, металлов) умеют коллективно колебаться. Частоты этих колебаний сильно зависят от размеров и формы частиц, или, в данном случае, наночастиц. Когда частота колебаний падающего света совпадает с частотой коллективных колебаний электронов наблюдается резонанс — этот участок падающего спектра поглощается. Простейшее следствие из этого явления — частицы золота разных размеров (в пределах нескольких нанометров) обладают разной окраской.

Слева — цветовое пространство плазмонных пикселей. Справа — спектры отражения алюминиевых наночастиц разной длины. Timothy D. James et al. / Nano Lett., 2016

В новой работе авторы использовали для создания изображения вытянутые алюминиевые наночастицы. При длине около 50 нанометров пик поглощения приходился на фиолетовую область спектра и они казались желтыми. У 120-нанометровых объектов поглощение наблюдалось в красной области и  покрытая такими частицами поверхность казалась сине-голубой. Для создания массива наночастиц на подложках использовался литографический процесс.

Цветной (слева) и черно-белый субпиксели. Timothy D. James et al. / Nano Lett., 2016

Каждый пиксель изображения представлял собой квадрат 30×30 микрометров, состоящий из 9 (3×3) субпикселей. Эти субпиксели отвечают за три цветовых параметра: насыщенность, яркость и непосредственно цвет. Так, насыщенность определялась соотношением между белыми и цветными субпикселями, яркость — соотношением между черными и не-черными субпикселями, а цвет — выбором длины алюминиевых частиц. Всего такая схема позволила авторам получить 2980 различных цветов, из которых лишь 10 — оттенки серого. 

Преобразование из RGB цвета в CMYK палитру с выстраиванием яркости, насыщенности и тона. Timothy D. James et al. / Nano Lett., 2016

Ученые протестировали технологию, создав копию фотографии 1975 года. Физики создали отпечаток размером 1,5×1,25 сантиметра. Размер пикселя позволил добиться плотности в 841 пиксель на дюйм, что близко к теоретически разрешимой человеческим глазом. 

Репродукция фотографии 1975 года, сделанной Мервином Бишопом. Слева — оригинал, в центре и справа  — фотографии плазмонного изображения, сделанные с разной поляризацией. На снимке: австралийский премьер-министр Уитлем Гоф и лидер австралийских аборигенов — гуринджи, Винсент Лингиари. Timothy D. James et al. / Nano Lett., 2016

Физики отмечают, что использование плазмонов для управления светом позволяет добиться необычного эффекта — изменения цвета изображения в поляризованном свете. Изменяя плоскость, в которой колеблется вектор электрического поля световой волны, можно «включать» и «выключать» цветность пикселей, добиваясь, тем самым, того, что одно и то же изображение может быть в белом свете и цветным и черно-белым.

Цветопередача плазмонных пикселей: слева оригинальное изображение, в центре – фотография изображения, напечатанного плазмонными пикселями, справа — нерезкая фотография изображения. Timothy D. James et al. / Nano Lett., 2016

Крупный план центральной фотографии. Ширина цветной полосы — 1,1 миллиметра, различимы отдельные субпиксели и их распределение в пикселях. Timothy D. James et al. / Nano Lett., 2016

В будущем авторы планируют увеличить цветовую полноту технологии и оценить возможность масштабирования подобной печати. Одно из важных свойств плазмонных пикселей —  в отличие от органических красителей, они практически не деградируют со временем.

Автор: Владимир Королёв

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/alyuminii-prevratili-v-krasku-s-pereklyuchaemoi-tsvetnostyu

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта