Espelhos dielétricos, também chamados de espelhos de Bragg, refletem a luz quase completamente. Portanto, eles são adequados para várias aplicações, como sistemas de câmeras e sistemas de sensores para microscopia e tecnologias médicas. Até agora, esses espelhos foram produzidos por processos complexos em dispositivos de vácuo caros.
Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) agora são os primeiros a imprimir espelhos Bragg de alta qualidade com impressoras a jato de tinta. Isso pode abrir caminho para a fabricação digital de espelhos personalizados. Os resultados da pesquisa são publicados em Materiais Avançados .

Os espelhos Bragg são produzidos aplicando várias camadas finas de materiais em um suporte. O espelho óptico resultante reflete especificamente a luz de um determinado comprimento de onda. A refletividade de um espelho de Bragg depende dos materiais, do número de camadas aplicadas e de suas espessuras. Os pesquisadores do KIT foram os primeiros a imprimi-los em diferentes operadoras. Isso facilita muito a produção.

Tintas feitas de nanopartículas

"Foi um grande desafio desenvolver tintas adequadas e estabelecer um processo confiável para a produção de várias camadas finas", diz o professor Uli Lemmer do Light Technology Institute (LTI) do KIT, que lidera o projeto que faz parte do "3D Matter Made to Order" cluster de excelência.

Os constituintes das tintas devem ter propriedades ópticas adequadas e ser solúveis. Além disso, cada camada deve ser o mais homogênea possível para obter uma pilha consistente de camadas. A pressão deve ser controlada com precisão e os resultados devem ser reprodutíveis para garantir excelentes propriedades ópticas e uma alta refletividade dos espelhos Bragg.

A equipe de pesquisa decidiu usar nanopartículas. "Graças ao rápido desenvolvimento da nanoquímica, as nanopartículas estão ficando mais baratas e mais diversificadas", diz Lemmer. Sua equipe usou uma mistura de dois materiais diferentes, óxido de titânio e polimetilmetacrilato, como componentes ópticos das tintas. Usando as tintas, os pesquisadores conseguiram produzir propriedades ópticas extremamente precisas e espessuras das camadas. "Atingimos uma refletividade muito alta de 99% com apenas dez camadas duplas", diz Lemmer.

Impressão em áreas grandes e pequenas

O método desenvolvido pelos pesquisadores do LTI pode ser usado em áreas muito pequenas, com alcances de alguns micrômetros, permitindo a produção de componentes ópticos para tecnologias de microssistemas ou sistemas de câmeras. Por outro lado, grandes áreas de alguns metros quadrados podem ser impressas para módulos solares, fachadas e displays publicitários.

Esses espelhos foram impressos em folhas de plástico flexíveis. "O processo totalmente digital permite a fabricação de camadas espelhadas que são ajustadas com precisão à aplicação. Esta é uma grande vantagem em relação aos métodos convencionais de fabricação", diz Lemmer. + Explorar mais

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