Foi desenvolvida a primeira tecnologia de impressão 3D do mundo que pode ser usada em telas transparentes e dispositivos AR, que implementa o fenômeno físico da mudança da cor da pele do camaleão ou da bela cor das penas do pavão.



A equipe do Dr. Jaeyeon Pyo na KERI conseguiu realizar uma rede de difração tridimensional que pode controlar com precisão o caminho da luz com base na "tecnologia de impressão 3D em nanoescala". Esta é uma nova tecnologia que pode utilizar o princípio da cor estrutural observada na natureza para tecnologia de exibição avançada. A pesquisa foi publicada como artigo de capa na ACS Nano .

Quando a luz encontra uma microestrutura no nível do comprimento de onda (1/100 a 1/1000 da espessura de um fio de cabelo humano), ela difrata e muda seu caminho. Nos casos em que a microestrutura possui reularidade, comprimentos de onda específicos da luz sofrem forte reflexão devido à difração, resultando em cores distintas conhecidas como “cor estrutural”.

Por exemplo, na natureza, a cor da pele dos camaleões não surge de uma mistura de múltiplos pigmentos; antes, emerge de mudanças na microestrutura, que levam à produção de cores estruturais. Da mesma forma, as belas cores vistas nas penas do pavão são resultado do arranjo específico de sua microestrutura interna.

A conquista da KERI é a realização de uma "rede de difração", que pode controlar com precisão a cor estrutural, com tecnologia de impressão 3D em nanoescala. Uma rede de difração é um dispositivo com microestrutura disposta regularmente com a finalidade de controlar a difração da luz. Quando a luz incide sobre ele, a luz é refletida em diferentes caminhos dependendo do comprimento de onda, criando uma cor ou espectro estrutural específico. Em outras palavras, é uma tecnologia de impressão 3D que permite o controle preciso da luz para cores vivas sem corantes.

Uma rede de difração muito fina é necessária para controlar a difração da luz cujo comprimento de onda é de apenas 1/1000 da espessura de um fio de cabelo humano. A KERI, que possui a melhor tecnologia de impressão 3D em nanoescala do mundo, conseguiu imprimir redes de difração de nanofios de alta densidade com uma nova abordagem chamada "impressão lateral". Isto é feito movendo o bocal de impressão 3D como se estivesse costurando para imprimir o formato da ponte (﹇).

Espera-se que a rede de difração demonstrada seja usada em uma variedade de aplicações de exibição avançadas. Observando a transparência da própria rede de difração, ela pode ser usada em uma variedade de futuros displays transparentes, como janelas inteligentes, espelhos e heads-up displays em automóveis.

Existem também muitas aplicações para esta tecnologia em dispositivos AR que já utilizam redes de difração como componente chave. Além disso, as redes de difração podem ser projetadas para emitir cores diferentes dependendo de sua deformação, tornando a tecnologia utilizável em engenharia mecânica e aplicações biomédicas onde a detecção de deformação é necessária, e a própria rede de difração pode ser usada em uma variedade de pesquisas em física óptica.

Jaeyeon Pyo da KERI disse que esta é “a primeira tecnologia de impressão 3D do mundo que implementa com precisão a cor estrutural desejada no local desejado, sem restrições ao material ou formato do substrato”. Ele acrescentou que esta tecnologia será capaz de superar as limitações do "Form-Factor" dos dispositivos de exibição e trazer a diversificação de formas.

A KERI, que concluiu o pedido de patente da tecnologia original, espera que esta conquista receba muita atenção das empresas relacionadas com ecrãs e planeia promover a transferência de tecnologia, identificando as empresas que necessitam desta tecnologia.

Mais informações: Jongcheon Bae et al, Impressão tridimensional de cores estruturais usando um menisco de femtoliter, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c02236
Informações do diário: ACS Nano

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