Según un nuevo estudio, las impresoras láser que "esculpen" imágenes a escalas minúsculas algún día podrían hacer fotos en color que no se desvanecen con el tiempo como lo hace la tinta.
Investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca hicieron una lámina de polímero y metal semiconductor que refleja colores que nunca se desvanecen, utilizando pequeñas estructuras que difractan, absorben y reflejan la luz de diferentes longitudes de onda. Un recubrimiento hecho del material nunca necesitaría repintarse, y la imagen resultante conservaría su vitalidad con el tiempo, dijeron los científicos.
Este proceso de impresión también permite a las personas elegir colores más específicos, ya que se pueden seleccionar longitudes de onda exactas, lo que significa que hay menos conjeturas involucradas con la mezcla de pigmentos y la comparación de tablas de colores, dijeron los investigadores. Los investigadores dijeron que la misma técnica podría aplicarse para hacer marcas de agua o incluso cifrado y almacenamiento de datos.
En esta técnica, las imágenes se imprimen con un láser, que se dispara contra una hoja de plástico en una capa y germanio encima. Las láminas se hacen depositando capas delgadas de nanómetros de polímero y germanio en formas, pequeños cilindros y bloques, ninguno de los cuales mide más de 100 nanómetros de ancho. (A modo de comparación, una hebra promedio de cabello humano tiene aproximadamente 100,000 nanómetros de ancho).
"Generamos una nanoimpresión", dijo a Live Science el autor principal del estudio, Xiaolong Zhu, investigador de nanotecnología de la Universidad Técnica de Dinamarca.
Similar a lo que hace una impresora láser, el láser da nueva forma a las pequeñas estructuras fundiéndolas. Variar la intensidad del láser a escalas pequeñas derrite las estructuras de manera diferente, por lo que adquieren diferentes geometrías.
Es por eso que la resolución de la imagen puede ser tan buena, dijeron los investigadores. Una imagen de una impresora de inyección de tinta o impresora láser generalmente consta de 300 a 2.400 puntos por pulgada. Un píxel de tamaño nanométrico es miles de veces más pequeño, lo que significa una resolución de 100,000 puntos por pulgada, dijeron los investigadores. De hecho, toda la colección de píxeles se asemeja a una ciudad en miniatura de rascacielos, cúpulas y torres.
Cuando la luz blanca golpea las diversas formas, puede reflejarse, doblarse o difractarse, dijeron los investigadores. Como las formas son tan pequeñas, algunas no reflejarán ciertas longitudes de onda, mientras que otras dispersarán o rebotarán la luz. El resultado es que una persona ve un color, según el patrón específico de formas, según el estudio.
Las alas de las mariposas y las plumas de las aves funcionan de manera similar, dijo Zhu. Pequeñas estructuras cubren el ala de una mariposa o la pluma de un pájaro, dispersando la luz de formas específicas, haciendo que los colores que ve la gente Las alas de mariposa, sin embargo, transmiten algo de la luz, creando iridiscencia, dijeron los investigadores. Zhu y sus colegas se volvieron más específicos que eso: la combinación de germanio y polímero significa que pueden controlar qué longitudes de onda de luz se reflejan desde un punto dado o no, por lo que no producen el efecto iridiscente. Esto significa colores vibrantes y únicos donde los quieren, dijeron los investigadores.
Dado que los colores están integrados en la estructura misma de las hojas, no se desvanecerán como los pigmentos cuando se exponen a la luz, según el estudio. La pintura ordinaria, por ejemplo, se desvanece cuando la luz del sol la golpea, porque la luz ultravioleta descompone los químicos que componen el pigmento. Además de eso, la pintura o la tinta pueden oxidarse o desprenderse cuando se exponen a disolventes, como detergentes de alta resistencia. (Solo gotee agua en una imagen de inyección de tinta, y puede ver cómo la tinta se diluye y se corre.) En las obras maestras antiguas, incluso hay un fenómeno llamado "jabones metálicos" basado en la química compleja que ocurre a medida que las pinturas envejecen, según Chemical & Engineering Noticias.
Utilizando su técnica, Zhu y sus colegas hicieron pequeñas imágenes de la Mona Lisa y un retrato del físico danés Niels Bohr, así como una simple fotografía de una mujer y un puente, cada uno mide aproximadamente 1 pulgada (2,5 centímetros) de ancho.
Para producir en masa este tipo de impresora, los investigadores necesitarían reducir la tecnología láser y podrían necesitar un material diferente para las capas de hojas, dijeron los investigadores. Ese material necesitaría tener un alto índice de refracción, lo que significa que dobla mucho la luz y absorbe la luz a la longitud de onda elegida para el láser, agregaron. En sus experimentos, los científicos eligieron la luz verde para la longitud de onda y experimentaron con silicio para el material, que Zhu dijo que no absorbe la luz láser verde tan eficientemente.
Sin embargo, incluso el germanio es una posibilidad, porque no es demasiado caro. "Unos pocos kilogramos pueden cubrir un campo de fútbol", dijo, y señaló que las capas de germanio y polímero solo tienen un espesor de hasta 50 nanómetros. Sin embargo, el germanio no es necesariamente la mejor opción, porque no produce bien los colores verdes, dijo Zhu.
El nuevo estudio aparece en la edición del 3 de mayo de la revista Science Advances.
