西湖大学仇旻团队用氮化钛和氮化铝钛组成的复合薄膜,作为特别“纸张”,在其外表运用超快激光进行微纳加工,完成“飞秒激光无墨彩打”,为激光无油墨五颜六色打印技能的产业化运用供给了新思路。近来,相关研究结果宣布在《天然通讯》上。
据悉,西湖大学博士耿娇为榜首作者,博士石理平缓国强讲席教授仇旻为论文通讯作者,协作作者还包含西湖大学博士生许犁野和博士严巍。
打印机是环境污染的重要来历之一,由于现在遍及的运用的喷墨或激光五颜六色打印机需求很多运用墨水或碳粉,而这些颜料会对环境能够构成不行忽视的污染,并对人体构成损害。怎么样脱节“有墨”?
这项技能的中心首要在于他们创造晰一种新颖的“纸”厚度不过约110纳米、仅为头发丝千分之一。这种“纸”分为三层:研究人员在单晶硅衬底上先后镀50纳米的氮化钛和60 纳米的氮化铝钛。由于氮化钛和氮化铝钛的硬度较大,它们被称为陶瓷材料,而这层“陶瓷”构成的如茸毛般轻盈的“纸”,将成为“外衣”,附着在需打印图样的物品之上。
一起,仇旻试验室研发了“笔”的另一种用法在陶瓷薄膜纸上进行“雕琢”。激光将投在薄膜上,通过操控入射激光的能量或扫描速度,便可一起改动氧化膜(氧化铝)和氮化铝钛膜的厚度;在厚度改动后,入射的天然光将通过三层膜结构之间的杂乱干与效应,构成特定的反色。然后,五光十色的色彩就此成型。
他们发现,运用氮化钛和氮化铝钛这两种超硬陶瓷材料做成的“特别纸张”,可彻底完成高速、高分辩、宽色域、大尺度、调查视点不灵敏、抗老化的全五颜六色无油墨激光打印。
现在,仇旻试验室创造的“飞秒激光无墨彩打”技能,已完成了挨近90% 的RGB规范色彩体系,远超当时干流的激光上色技能。他们的激光诱导复合薄膜氧化,将可一起改动氧化膜(氧化铝)和氮化铝钛膜的厚度,多了一个自由度,然后获得了更宽的色域。
该技能可一起完成高速度和高分辩的全五颜六色无油墨打印。在打印速度方面,该技能达到了创纪录的10 cm2/s。这在某种程度上预示着一张A4纸张,能够在1分钟内完成全五颜六色的打印。在打印分辩率方面,超出传统油墨打印的最高分辩率10倍以上。
氮化铝钛的高吸收特性使得其界面处产生可观的额定相位差,抵消了由薄膜厚度差异导致的色彩随调查视点改变。简略了解,正是由于这件“羽衣”如此轻浮,因而在0-80的范围内,不管在哪个视点观测,色彩根本不会产生显着的改变,而这正是激光上色范畴的另一个难题。
研究人员进行了一系列破坏性试验,但“飞秒激光无墨彩打”的著作依然“历久弥新”。通过一系列国家规范的抗老化测验,研究人员进一步证明激光在氮化铝钛上诱导构成的颜差仍<7,悉数契合工业化运用的需求。
而最终一步试验,最是“色彩斑斓”。你能信任,这都是来自一群工科生的“艺术高文”吗?
“飞秒激光无墨彩打”的著作毕加索名画《哭泣的女性》仇旻试验室供图
“飞秒激光无墨彩打”的著作明朝画家仇英的《汉宫春晓图》仇旻试验室供图
“飞秒激光无墨彩打”的著作王羲之书法《兰亭集序》 仇旻试验室供图(来历:我国科学报 温才妃)