無需油墨也能印刷彩圖——更加環保高效的納米結構印刷

材料牛注：科研人員已經開發出一種使用納米結構來印刷彩圖的方法，這種方法不但比現在的印刷方法更加環保，同時也科研提高印刷效率。

在不到半個世紀里，彩色打印已經從簡單點陣打印機轉變為能夠產生三維結構的設備。但是以前所使用的墨水卻沒有變過。這些墨水通常有毒或對環境不友好，并且還需要高溫定影。

如今，來自俄羅斯圣彼得堡國立信息技術機械與光學大學的科研團隊提出了一種基于納米結構噴墨打印的新方法，該結構通過與光相互作用產生可見的色彩，原理類似于通過肥皂泡看見彩虹色。這種方式跟彩色打印有著根本區別，用傳統的噴墨技術將透明、對生物友好的TiO₂納米晶墨水沉積在聚合物基體上，通過準確控制沉積層的厚度，利用不同折射率所造成的干擾效應產生不同的顏色。

這種特殊設計的墨水基于溶膠-凝膠轉變，該轉變是由納米晶粒子向納米尺度固態陶瓷薄膜的轉變且無需退火。

該技術要求噴嘴能夠準確一致地向乙醇中噴射納米顆粒分散體。當酒精蒸發，TiO₂納米顆粒會沉降為薄膜，最終結晶化變成高折射率的納米層。并且，納米顆粒的濃度和納米層的數量都會影響該方法所產生顏色的范圍。

不同于基于染料的顏色，基于TiO₂的墨水不會在陽光下褪色或隨時間褪色。并且，它沒有毒性和生物惰性。科研人員認為該方法可用于長期儲存圖像或信息、文件的防偽印刷，如鈔票上的防偽標志等。

目前，該小組正在努力提高印刷面積以及開發供研究人員使用的桌面納米加工系統。

相關論文發表于ACS Nano，論文鏈接：Inkjet Color Printing by Interference Nanostructures

原文參考鏈接：Color printing goes green

感謝材料人顧玥提供素材