Сингапурские ученые использовали наночастицы для печати фото с рекордным качеством

Сингапурские инженеры разработали особую краску из множества нанодисков, позволяющую печатать цветные изображения на кремниевой бумаге с фантастическим разрешением - 100 тысяч точек на квадратный дюйм, что сопоставимо с пределом чувствительности человеческого глаза.

Обычные лазерные и струйные принтеры печатают цветные изображения и фотографии, нанося на поверхность бумаги множество микрокапель или микрочастиц краски трех или четырех основных цветов. Такая техника позволяет достичь достаточно высокого разрешения - до 10 тысяч точек на дюйм при использовании высококачественной фотобумаги. Повышение разрешения классических принтеров затруднено свойствами краски и тонера - размеры капель и частиц краски очень сложно уменьшить.

Группа ученых под руководством Джоэла Янга из Института изучения и разработки материалов компании A*STAR в Сингапуре разработала принципиально иной вид красителя - микроскопические диски из металла, и бумаги, в роли которой выступает лист кремния.

Микроскопические диски из серебра или золота выступают в этом случае в качестве плазмонных резонаторов - особых структур, способных поглощать и испускать энергию в виде световых волн. В последние годы плазмоны активно используются при разработке новых оптических устройств, в том числе сверхэффективных солнечных батарей, абсолютно плоских линз.

Янг и его коллеги научились получать точки произвольного цвета при помощи плазмона, составленного из четырех микроскопических дисков диаметром в несколько сотен нанометров. Ученые проанализировали свойства этих плазмонов и разработали специальную программу для компьютера, позволяющую "печатать" произвольные изображения при помощи электронно-лучевой литографии.

Так, при "печати" пробного рисунка Янг и его коллеги приготовили "бутерброд" из трех слоев - органического стекла, металлической подложки-отражателя и твердой пластины кремния. Стекло было обработано при помощи пучка электронов, который нанес на его поверхность группки из четырех цилиндрических столбиков с диаметром от 50 до 140 нанометров.

Затем авторы статьи удалили с поверхности "бутерброда" необработанные части оргстекла при помощи растворителя и покрыли заготовку тонкой пленкой серебра. В результате этого на поверхности листа возник "лес" из наноцилиндров разного диаметра, по-разному взаимодействовавших с падающим на них светом.

Такая картинка обладает сверхвысоким разрешением - до 100 тысяч точек на квадратный дюйм, и отличается яркими и сочными цветами. В отличие от обычных принтеров, данная технология позволяет получать пиксели практически любого тона - печатающему устройству не приходится комбинировать точки из четырех или восьми капель краски для создания иллюзии "цвета".

На текущий момент такая технология является слишком дорогой для бытового использования. Тем не менее, стоимость индивидуального снимка можно уменьшить, используя многоразовую форму для печати множества одинаковых изображений. Кроме того, подобные структуры из нанодисков могут быть использованы для создания оптических носителей сверхвысокого объема, в десятки и сотни раз превосходящие возможности Blu-ray.

Напомним, 11 августа сообщалось, что специалисты Дюкского университета создали прототип суперкамеры с разрешением более одного гигапикселя.