Uma representação em nanoescala colorida de uma imagem de teste padrão usada em experimentos de processamento de imagem - (a) Antes da adição de metal nas nanoestruturas, a imagem tem apenas tons de tons de cinza observados em um microscópio óptico. (b) As cores são observadas usando o mesmo microscópio óptico após a adição das camadas de metal às nanoestruturas e em padrões específicos. (c) Ampliar a imagem com a mesma configuração, a reflexão especular no canto do olho é observada mostrando os detalhes refinados de cores que o novo método é capaz de alcançar. A região indicada (canto inferior direito) é composta por nanoestruturas conforme observado na micrografia eletrônica. Crédito:Agência para a Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR)
Inspirado por vitrais coloridos, pesquisadores de Cingapura demonstraram um método inovador para a produção de objetos cortantes, imagens coloridas de espectro total em 100, 000 dpi, que pode ser aplicável em telas coloridas reflexivas, anti-falsificação, e gravação de dados óticos de alta densidade.
Pesquisadores do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais (IMRE) da A * STAR desenvolveram um método inovador para criar objetos cortantes, imagens coloridas de espectro total em 100, 000 pontos por polegada (dpi), usando estruturas de tamanho nanométrico atado a metal, sem a necessidade de tintas ou corantes. Em comparação, as impressoras industriais atuais, como jato de tinta e jato de laser, podem atingir até 10, 000 dpi, enquanto os métodos de pesquisa de grau são capazes de dispensar corantes para imagens de apenas uma cor. Este novo avanço permite que a coloração seja tratada não como uma matéria de tinta, mas como uma matéria litográfica, que pode revolucionar a maneira como as imagens são impressas e ser posteriormente desenvolvido para uso em telas coloridas reflexivas de alta resolução, bem como armazenamento de dados ópticos de alta densidade.
A inspiração para a pesquisa veio dos vitrais, que é tradicionalmente feito pela mistura de pequenos fragmentos de metal no vidro. Descobriu-se que nanopartículas desses fragmentos de metal espalhavam a luz que passava pelo vidro para dar ao vitral suas cores. Usando um conceito semelhante com a ajuda de ferramentas modernas de nanotecnologia, os pesquisadores modelaram com precisão nanoestruturas de metal, e projetou a superfície para refletir a luz para obter as imagens coloridas.
"A resolução das imagens coloridas impressas depende muito do tamanho e do espaçamento entre os‘ nanopontos ’individuais de cor", explicou o Dr. Karthik Kumar, um dos principais pesquisadores envolvidos. "Quanto mais próximos os pontos estão e devido ao seu tamanho pequeno, quanto maior a resolução da imagem. Com a capacidade de posicionar com precisão esses pontos coloridos extremamente pequenos, fomos capazes de demonstrar a mais alta resolução teórica de impressão de cores de 100, 000 dpi. "
“Em vez de usar corantes diferentes para cores diferentes, codificamos informações de cores no tamanho e na posição de minúsculos discos de metal. Esses discos, então, interagiram com a luz por meio do fenômeno das ressonâncias de plasmon, ”Disse o Dr. Joel Yang, o líder do projeto de pesquisa. “A equipe construiu um banco de dados de cores que correspondia a um padrão específico de nanoestrutura, tamanho e espaçamento. Essas nanoestruturas foram então posicionadas de acordo. Semelhante à imagem "coloração por números" de uma criança, os tamanhos e posições dessas nanoestruturas definiram os 'números'. Mas, em vez de colorir sequencialmente cada área com uma tinta diferente, um filme de metal ultrafino e uniforme foi depositado em toda a imagem, fazendo com que as cores "codificadas" aparecessem todas de uma vez, quase como mágica! ” acrescentou o Dr. Joel Yang.
Os pesquisadores do IMRE também colaboraram com o Instituto de Computação de Alto Desempenho (IHPC) da A * STAR para projetar o padrão usando simulação e modelagem por computador. O Dr. Ravi Hegde do IHPC disse:“As simulações de computador foram vitais para entender como as estruturas deram origem a cores tão ricas. Este conhecimento está sendo usado para prever o comportamento de matrizes nanoestruturadas mais complicadas. ”
Os pesquisadores estão trabalhando atualmente com a Exploit Technologies Pte Ltd (ETPL), O braço de transferência de tecnologia da A * STAR, para envolver colaboradores em potencial e explorar o licenciamento da tecnologia. A pesquisa foi publicada online em 12 de agosto de 2012 em Nature Nanotechnology , uma das principais revistas científicas para ciência de materiais e nanotecnologia.
