Nanopartikelblæk producerer glødende hologrammer med simpel inkjetprinter

Forskere ved ITMO University afslørede en ny tilgang til udskrivning af selvlysende strukturer baseret på nanopartikelblæk. Blækkets unikke optiske egenskaber blev opnået ved hjælp af europium-dopet zirkoniumoxid. Partikler af dette materiale har vist sig at være nyttige til fremstilling af glødende holografiske belægninger med en høj grad af beskyttelse. Vigtigere, den nye fremgangsmåde muliggør fremstilling af brugerdefinerede hologrammer ved hjælp af en simpel inkjetprinter.

Inkjet -udskrivning med funktionelle nanopartikler har vundet stor indpas i de seneste år. På grund af en række fordele - mangel på toksicitet, højt brydningsindeks og højt kvanteudbytte - selvlysende nanopartikler finder flere anvendelser inden for fotonik, teranostik og bioimaging; de bruges til at producere biosensorer, visualisere kræftceller og inden for trykningsteknologi. Men for at implementere laboratoriefremstillede løsninger i en større skala, der skal foretages en række trin for at sikre korrekt funktionalitet og stabilitet under langtidsopbevaring af hologrammer.

Det nye blæk udviklet af forskerne fra ITMO University har egenskaber, der adresserer netop disse spørgsmål. I en række forsøg, materialet blev brugt til at udskrive monolag af selvlysende beskyttede hologrammer og genstande mod forfalskning med høj stabilitet og holdbarhed.

"Europium-dopet zirconiumdioxid er et materiale, der har været undersøgt og brugt af forskere over hele verden i årtier. Men vores forskning er ny, idet den bruger materialet til at beskytte overfladen af ​​regnbuehologrammer. Til denne ende, vi var nødt til at opnå visse egenskaber i materialet, "siger Alexandr Vinogradov, medforfatter af forskningen og leder af ITMO University's Biochemistry Cluster. "I særdeleshed, nanopartiklerne i blækket skal være tæt på identiske i størrelse. Der stilles også strenge krav af reologiske parametre, der bestemmer materialets viskositet - ellers blækket er muligvis ikke egnet til inkjetudskrivning. Vores mål var at transformere et materiale, der oprindeligt blev syntetiseret i et reagensglas til et stabilt kolloid, der kunne udskrives og påføres enhver overflade. Vores undersøgelse beskriver den nøjagtige proces med at skabe sådan funktionelt blæk. "

Dette er langt fra at være den første forskning i inkjetudskrivning af selvlysende optiske nanostrukturer, der er blevet udført ved ITMO University. Tidligere, forskere udviklede verdens første metode til udskrivning af holografiske billeder ved hjælp af en inkjetprinter. Dengang, holdet brugte blæk baseret på titandioxid. En af de mest lovende applikationer for det nye blæk er inden for sikkerhedstryk - såsom polygrafisk fremstilling af regninger, obligationer og dokumenter. I modsætning til eksisterende teknologier, den nye metode gør det muligt at skabe varierede individuelle hologrammer i industriel skala, for eksempel, et bestemt mønster eller en nummersekvens på et dokument, der kræver beskyttelse.

Forfatterne bemærker, at produktet er klar til praktisk anvendelse. Blækket er kompatibelt med i øjeblikket eksisterende skrivehovedtyper og kan bruges med eksisterende fremstillingsmuligheder.