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原来用彩色打印也是可以不用颜料的

2019-07-17

  来自俄罗斯的科学家最近开发了一种新的彩色印刷技术。基于结构色彩原理,这种新技术无需任何颜料就能打印出色彩。


  彩色印刷的实现离不开各种颜料。这些化学物质由于其特殊的化学结构,选择性地吸收可见光中某些波长的光,从而产生不同的颜色。然而,许多色素对环境和人体健康都有一定的危害,有些色素会逐渐与空气中的氧气等物质发生反应。反应的颜色往往不同于原来的颜料,甚至变成无色,所以当使用颜料的绘画、照片或印刷品放置很长时间后,会发生许多褪色。


  为了克服颜料的这些缺点,近年来,越来越多的研究人员探索利用结构色来表现颜色。结构色是指由特定的微观结构引起的光的干涉而产生的颜色。这种现象在自然界很常见。例如,许多蝴蝶鳞片上的颜色是由结构颜色衍生而来的。结构的颜色完全取决于物体的微观结构,而不受其化学成分的影响,所以我们可以通过无毒、化学稳定的物质来产生颜色。


  来自圣彼得堡国家信息技术光学研究所的研究人员试图利用薄膜干涉产生的结构颜色来实现彩色印刷。薄膜干涉是实现结构色彩的一种常用方法。当光从膜的上下表面反射并相遇时,如果某一波长的光碰巧受到干涉,膜的厚度会使两束反射光的传播方式不同。在很大限度上,薄膜呈现出与波长光相对应的颜色。肥皂泡的颜色和水面上的油膜的颜色是由膜的干涉引起的结构颜色。随着薄膜厚度的变化,它的颜色也会发生变化,所以如果我们在纸或其他介质上覆盖不同厚度的薄膜,就有可能得到不同的颜色。


  研究人员已成功研制出一种以二氧化钛纳米颗粒为主要原料的新型油墨。这种墨水可以像传统墨水一样通过打印机打印。二氧化钛本身没有颜色,但是当它的颗粒被印刷在纸或其他基片上时,由于薄膜的干涉,形成的薄膜呈现出颜色。通过控制喷到基片上的水滴的体积,可以调节薄膜的厚度,产生不同的颜色。这种方法仍然有一些局限性,例如红色还没有上市,但研究人员仍然对其前景持乐观态度。


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