Цветная печать с магнитными чернилами

Инженеры из Южной Кореи позаимствовали идею из природы, чтобы создать новую недорогую технологию цветной печати. За яркие цвета оперения многих насекомых и птиц отвечают не столько пигменты, сколько взаимодействие света с особыми поверхностными структурами. Радужный хвост петуха, к примеру, вызывает взаимодействие света и структур из меланина.

Инженеры давно экспериментируют, пытаясь сымитировать эти так называемые структурные цвета в синтетических материалах. Новый шаг сделали ученые из группы Квона Сонхуна (Sunghoon Kwon) из Сеульского Национального университета (Южная Корея). Они создали магнитные чернила или «М-чернила» (М-ink), которые можно использовать для получения любого цвета видимого спектра в новых методах дешевой и быстрой цветной печати. М-чернила содержит магнитные наночастицы диаметром 100-200 нанометров, растворитель и смолу. Наночастицы растворяют в смоле, и месиво приобретает коричневый цвет. При наложении внешнего магнитного поля наночастицы выстраиваются по силовым линиям магнитного поля в структуры, напоминающие цепочки. На выстроенные в некотором порядке наноцепочки падает свет, и из-за явления интерференции от поверхности отражается определенный цвет. Изменяя силу и направление магнитного поля, можно выбирать конфигурацию силовых линий магнитного поля и, соответственно, нужный цвет, объясняет Квон. Для получения кривых цветных линий можно использовать подходящие наборы из электромагнитов, добавляет ученый. Жидкость-растворитель играет важную роль: она создает отталкивающие силы между магнитными наночастицами, чтобы они не слеплялись в комки.

Как только получен желаемый цвет, наночастицы можно зафиксировать на месте, освещая чернила ультрафиолетовыми лучами. Для того чтобы окрасить нужную область, ученые используют методы безмасочной литографии. Изменяя магнитные поля и используя УФ-свет, можно получать любое цветное изображение. «Сначала мы выбрали такую силу магнитного поля, чтобы цвет получился красным, затем 0.1 секунды освещали ультрафиолетом (и зафиксировали красный цвет на изображении), затем поменяли его на голубой, потом на зеленый. Так можно напечатать за секунду цветное изображение на листе формата A4», - говорит Квон. Ученый замечает, что пока устройство печатает страницу за несколько секунд, так как сила магнитного поля изменяется относительно медленно.

Другое потенциальное применение - это борьба с поддельными товарами. «Вы можете создать бумаги с уникальными особенностями, которые проявляются при наложении магнитного поля, объясняет Квон. Он считает, что в отличие от лазерной технологии печати, новый метод позволяет изменять цвет всего пластикового субстрата, а не только прорези на поверхности, а применение УФ-фиксации дешевле использования лазерного пучка.