Anda tidak pernah melihat merak pudar. Bulu cerah, berwarna hijau dan biru tidak berkilauan di bawah sinar matahari atau menghilangkan warna dari masa ke masa. Itulah kerana warna semuanya berasal dari struktur, bukan pigmen; bulu itu sendiri berwarna coklat, dan ia adalah bentuk kecil pada mereka yang menyebabkan panjang gelombang cahaya mengganggu satu sama lain, menghasilkan warna yang anda lihat.
Fenomena ini telah dikaji selama beratus-ratus tahun, tetapi sejak sedekad yang lalu, saintis telah mula membina jenis warna ini ke dalam struktur buatan manusia, yang dicontohkan oleh sebuah kertas yang diterbitkan dalam Kemajuan Sains hari ini. Xiaolong Zhu dan pasukan di Teknologi Universiti Denmark telah membangun satu kaedah yang menggunakan laser untuk membina struktur nanosta daripada germanium, yang mencerminkan panjang gelombang warna tertentu, dan boleh digunakan untuk membina imej warna tahan lama.
"Perkara yang paling penting ialah kami melakukan percetakan laser dengan banyak warna oleh filem germanium yang sangat tipis, " kata Zhu.
Dia memanggilnya percetakan laser, walaupun asas-asas warna struktur mempunyai pelbagai ruang mikroskopik pada permukaan daripada apa yang kita fikirkan sebagai pencetak laser biasa. Saiz dan bentuk lajur tersebut sepadan dengan panjang gelombang cahaya yang kelihatan sedemikian rupa sehingga hanya panjang gelombang tertentu yang boleh melarikan diri dari palung. Antara bahan buatan manusia, substrat itu adalah logam atau semikonduktor. Dalam kes ini, Zhu dan pasukannya meletakkan germanium di atas tiang plastik, menjadi yang pertama untuk membina struktur semikonduktor itu tanpa logam bercampur.
Ini memberi kelebihan tertentu: Laser berkuasa tinggi, ditala ke kekerapan yang betul, secara selektif boleh mencairkan germanium. Titik permulaan adalah filem nipis germanium, membentang di atas permukaan plastik nipis, fleksibel, dengan lajur pekeliling mikroskopik yang semakin meningkat. Apabila penyelidik memukul lajur dengan laser, mereka meleleh dari bulatan ke dalam sfera, yang mengubah warna yang muncul dari warna merah ke biru. Oleh kerana tiangnya hanya 100 nanometer lebar, proses itu boleh menyediakan sehingga atau melebihi 100, 000 dpi, yang mana terletak pada resolusi maksimum secara teorinya mungkin untuk pencetak laser tradisional.
Lebih baik lagi, tahap lebur juga boleh dikawal, yang bermaksud sfera separuh, atau sfera separa, boleh menunjukkan warna di mana-mana di spektrum visual antara dua ekstrem.
"Apa yang mereka benar-benar menyelesaikan di sini adalah masalah kejuruteraan utama yang perlu diselesaikan untuk aplikasi tertentu dalam warna struktur, dan itulah bagaimana anda boleh membuat sistem di mana anda boleh menulis corak ke dalamnya sebagai warna struktur yang berbeza pada titik yang berbeza corak ini, "kata Vinothan Manoharan, seorang profesor fizik di Harvard yang makmal mempelajari cara yang berbeza untuk membuat warna struktur berdasarkan pemasangan diri nanopartikel.
Warna cetak struktur seperti ini adalah wajar untuk ketahanan mereka. Seperti merak, mereka tidak akan pudar atau peluntur.
"Ia tidak akan memudar untuk masa yang lama, " kata Zhu. "Itulah kelebihan teknologi seperti ini. Dakwat pigmen akan pudar dari masa ke masa, terutamanya untuk kegunaan luar. "
Laser mencetak 127, 000 titik per inci dalam imej Mona Lisa ini. (Universiti Teknikal Denmark) Walaupun kaedah ini memerlukan bahan di atas oleh semikonduktor (dan bukannya murah, walaupun pasukan sedang berusaha menggantikan germanium dengan silikon yang lebih mudah diperoleh), Zhu mengatakan lapisan semikonduktor sangat tipis-35 nanometer -yang mencetak padanya menjadi layak untuk banyak aplikasi. Dia menyebut keselamatan dan penyimpanan maklumat terlebih dahulu, kerana resolusi tinggi dan ketumpatan maklumat yang tinggi didayakan dengan pengkodean warna meminjamkan kepada mereka.
DVD mungkin datang dengan corak keselamatan, katanya. Atau, jika lorong pekeliling digantikan dengan kotak persegi, maka cahaya berpecah dengan cara tertentu. Maklumat boleh disimpan, tetapi hanya diambil apabila di bawah cahaya terpolarisasi yang betul. Ini boleh membuat jalan masuk atau "dakwat" untuk perlindungan palsu dalam mata wang.
Jangan cari apa-apa di rak tidak lama lagi. Zhu dan pasukannya masih berusaha menyelesaikan masalah yang sukar tetapi penting: bagaimana menghasilkan cahaya hijau. Hijau berada di tengah-tengah spektrum, bermakna mereka perlu membangun struktur untuk menyerap cahaya biru dan merah. Mereka sedang membangun struktur nanost yang lebih rumit untuk melakukan itu, kata Zhu.
"Mereka perlu menyelesaikan beberapa masalah lain untuk mencapai aplikasi yang mereka mahu capai, " kata Manoharan. "Ini adalah bidang besar sekarang. Terdapat banyak kerja di ruang ini. Terdapat pelbagai aplikasi untuk warna struktur, dan itulah sebab mengapa terdapat begitu banyak teknik yang berbeza. Untuk permohonan ini, pendapat peribadi saya adalah bahawa ia benar-benar baik untuk dakwat keselamatan. "
