En ny metode til at udskrive spejle af variabel størrelse med en reflektionsevne på mere end 99 %

Dielektriske spejle, også kaldet Bragg-spejle, reflekterer lys næsten fuldstændigt. Derfor er de velegnede til forskellige applikationer, såsom kamerasystemer og sensorsystemer til mikroskopi og medicinske teknologier. Hidtil er sådanne spejle blevet fremstillet ved komplekse processer i dyre vakuumanordninger.

Forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) er nu de første til at printe Bragg-spejle af høj kvalitet med inkjet-printere. Dette kan bane vejen for digital fremstilling af skræddersyede spejle. Forskningsresultaterne er offentliggjort i Advanced Materials .

Bragg-spejle fremstilles ved at påføre flere tynde lag materialer på en bærer. Det resulterende optiske spejl reflekterer specifikt lyset af en bestemt bølgelængde. Et Bragg-spejls reflektivitet afhænger af materialerne, antallet af påførte lag og deres tykkelse. KIT-forskere var de første til at printe dem på forskellige bærere. Dette letter i høj grad produktionen.

Blæk lavet af nanopartikler

"Det var en stor udfordring at udvikle egnede blæk og at etablere en pålidelig proces til fremstilling af flere tynde lag," siger professor Uli Lemmer fra KIT's Light Technology Institute (LTI), der leder projektet, der er en del af "3D Matter". Made to Order" klynge af ekspertise.

Blækkernes bestanddele skal have passende optiske egenskaber og være opløselige. Desuden skal hvert lag være så homogent som muligt for at opnå en ensartet stak af lag. Trykket skal kontrolleres præcist, og resultaterne skal være reproducerbare for at garantere fremragende optiske egenskaber og en høj reflektionsevne af Bragg-spejlene.

Forskerholdet besluttede at bruge nanopartikler. "Takket være den hurtige udvikling af nanokemi bliver nanopartikler billigere og mere forskelligartede," siger Lemmer. Hans team brugte en blanding af to forskellige materialer, titaniumoxid og polymethylmethacrylat, som optiske komponenter i blækket. Ved hjælp af trykfarverne lykkedes det forskerne at fremstille ekstremt præcise optiske egenskaber og tykkelser af lagene. "Vi nåede en meget høj reflektionsevne på 99 % med kun ti dobbeltlag," siger Lemmer.

Udskrivning på store og små områder

Metoden udviklet af forskerne fra LTI kan bruges på meget små områder ned til intervaller på få mikrometer, hvilket muliggør produktion af optiske komponenter til mikrosystemteknologier eller kamerasystemer. På den anden side kan store arealer på nogle kvadratmeter udskrives til solcellemoduler, facader og reklameudstillinger.

Sådanne spejle er endda blevet trykt på fleksible plastfolier. "Den helt digitale proces muliggør fremstilling af spejllag, der er præcist tilpasset applikationen. Det er en stor fordel i forhold til konventionelle fremstillingsmetoder," siger Lemmer. + Udforsk yderligere

Energihøst:Trykte termoelektriske generatorer til elproduktion