Brug af 3D-print i nanoskala til at skabe lysfeltudskrifter i høj opløsning

Ville det ikke være fantastisk, hvis printede billeder kan se tredimensionelle ud (3D)? Desværre, konventionelle print som fotografier viser todimensionelle (2D) billeder med et fast udseende, da de kun indeholder intensitet og farveinformation. Disse udskrifter er ikke i stand til at vise et 3D-billede, fordi de mangler retningsbestemt kontrol af lysstråler, hvilket resulterer i tab af dybdeinformation.

For at løse dette problem, et team af forskere fra Singapore University of Technology and Design (SUTD) brugte en 3D-printteknik i nanoskala til at skabe højopløselige lysfeltudskrifter (LFP). LFP'et omfatter et array af mikrolinser, der er justeret oven på et array af strukturelle farvepixels. Når LFP er oplyst af almindeligt hvidt lys, der vises et 3D-billede. 3D-billedet er autostereoskopisk, hvilket betyder, at den kan ses uden brug af specielle briller. Billedet ændrer udseende, når det ses fra forskellige vinkler, hvilket giver LFP en speciel 3D visuel effekt.

Vigtigere, LFP'er med høj opløsning er nødvendige for at vise ultrarealistiske 3D-billeder, der har potentielle anvendelser i kunstværker og sikkerhedsgenstande. Ved at bruge 3D-print i nanoskala til at skabe LFP'er, holdet opnåede en maksimal pixelopløsning på 25, 400 punkter pr. tomme (dpi), som overgår pixelopløsningen for forbrugerinkjetprintere ~1, 200 dpi. De strukturelle farvepixel i LFP er lavet af nanopillarer (~300nm diameter). Det måske mest bemærkelsesværdige resultat er, at hver farvepixel kan repræsenteres af en enkelt nanopøjle for at producere LFP'en ved dens maksimale opløsning.

SUTD lektor Joel Yang, hvem er hovedforsker af denne forskning, bemærkede:"Dette er muligvis første gang, at 3D-print bruges til helt at skabe et flerfarvet lysfeltprint (LFP) i et enkelt trin, uden brug af farvestoffer, og uden behov for manuel justering af mikrolinser til farvepixelerne. Udskrifterne er indlejret med op til 225 billeder i en enkelt LFP for at generere jævne visningsovergange med hidtil uset opløsning. Disse effekter vil føre til 2D-print, der producerer ultra-realistiske 3D-visuals i fremtiden."

Holdet forventer, at højopløselige LFP'er vil blive lettere tilgængelige på markedet, når nanoteknologi tillader større skalerbarhed og gennemløb. Denne forskning blev offentliggjort i Naturkommunikation .