Forskere ser til fuglefjer for at udskrive farver

I naturen, farver spiller en afgørende rolle i adfærd som bestøvning, signalering til parring og forsvar mod rovdyr. Farver er også en vigtig faktor inden for videnskabelig forskning, der kan danne grundlag for nye tryk og applikationer til bekæmpelse af forfalskning.

Det er i denne ansøgning, at forskere fra University of Akrons (UA) polymerprogram udforsker. Ph.d.-studerende i polymervidenskab Mario Echeverri og Anvay Patil, og Dr. Ali Dhinojwala, H.A. Morton professor i polymervidenskab, sammen med forskere ved Northwestern University og Gent University i Belgien, forfattet en forskningsartikel, "Udskrivning af et bredt udvalg af mættede strukturelle farver ved hjælp af binære blandinger, Med ansøgninger om bekæmpelse af forfalskning, " for nylig offentliggjort i American Chemical Societys tidsskrift Anvendte materialer og grænseflader .

Udforske strukturelle farver

Strukturelle farver er farver, der reflekteres, når mikroskopiske overflader interfererer med synligt lys. På påfuglen, for eksempel, halefjer har brunt pigment, eller melanin, men deres mikroskopiske struktur får dem til at afspejle de blændende farver, vi typisk ser hos påfugle - blå, grøn og turkis.

Nuværende trykningsteknologier anvender pigmentfarver, der er sammensat af giftige metal- eller organisk-baserede pigmenter, der er modtagelige for nedbrydning og fading over tid. Forskerne har brugt en alsidig teknik til at modificere substratoverflader, der giver dem mulighed for at udskrive farver på forskellige overflader, inklusive metaller, plastik, træ, papirer og stoffer.

I deres undersøgelse, forskerne foreslog strukturel farveprint ved hjælp af blot binære blandinger af partikler for at producere en bred vifte af mættede strukturelle farver. I det væsentlige, ved at blande forskellige størrelser som sand (silica) og melanin (en syntetisk efterligning) i forskellige mængder, forskerne var i stand til at producere levende farver, lige fra blå til rød, som ligner, hvad folk kan observere i fuglefjer.

Forskerne har påvist, at synligheden af ​​farverne kan ændres ved at ændre farven på baggrundsfladen, en egenskab, der er yderst ønskværdig til anvendelser mod forfalskning.

Ifølge forskerne, metoden revolutionerer den nuværende udskrivningsteknologi ved at sætte dem i stand til at udskrive lyst, langtidsholdbare og ikke falmende farver, hvilket kun var en forestilling på et tidspunkt. Enkelheden af ​​denne tilgang åbner mulighed for nemme opskaleringsoperationer, såsom inkjetudskrivning, og indsigt i applikationer til bekæmpelse af forfalskning, som vist i undersøgelsen.

Forskningsansøgninger

Forskernes metodologi er fordelagtig i forhold til de nuværende foreslåede strukturelle farveprintteknologier. For eksempel, den kolde-plasmametodologi, der blev præsenteret i deres undersøgelse, har ikke været brugt før i forbindelse med denne ansøgning. Det har flere fordele:

• Det eliminerer behovet for stærkt koncentrerede partikelsuspensioner eller kemiske tilsætningsstoffer for at undgå kaffe-ring-effekt, der er skadelig for udskriftskvaliteten.
• Denne teknik kan ændre overfladerne af en række forskellige materialer, såsom papir, stof, metaller, uorganiske stoffer, og polymerer, uden at ty til våde behandlinger.
• Det letter selvsamling af partikelblandinger for at generere strukturelle farver.

Den næste fase af denne forskning ville være at opskalere operationer ved at teste systemet med kommercielle inkjetprintere for at muliggøre generering af komplekse/indviklede mønstre og designs. Dermed, de industrier, der ville være direkte interesserede i denne foreslåede forskning, inkluderer inkjetprint, maling, blæk, kosmetik, tekstiler og plast.