Consulte as bolhas de sabão e asas de borboleta, a Academia Chinesa de Ciências usa tinta transparente para conseguir a impressão em cores

Atualmente, as impressoras são difíceis de substituir o equipamento de escritório, mas você sabia que isso causará muitos problemas ambientais?

O processo químico de produção de pigmentos e tintas não é ecologicamente correto. Um grande número de impressões em cores exige a substituição constante de vários cartuchos de tinta, e muitos cartuchos de tinta são jogados no lixo antes de se esgotarem. De acordo com as estatísticas, 1,1 bilhão de cartuchos de tinta são descartados a cada ano e levará cerca de 450 anos para se decompor naturalmente. Uma caixa de tinta com tinta residual polui em média 60 metros cúbicos de água.

Os muitos problemas na indústria de impressão incentivam os pesquisadores a inventar outros métodos para criar imagens coloridas. Recentemente, pesquisadores do Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências propuseram um método para imprimir "imagens coloridas estruturais coloridas" usando tintas de polímero transparentes. Esse método rompe nosso conhecimento inerente à impressão em cores, e a tinta em cores não é mais necessária para apresentar cores diferentes.

A cor estrutural (cor estrutural), também conhecida como "cor física", é a cor produzida pela interação entre a estrutura física microscópica e a luz natural (como dispersão, interferência, difração, etc.) É completamente diferente da reprodução de cores princípio da "cor química".

Belíssimos arco-íris e bolhas de sabão, penas coloridas de pavão e asas de borboleta, cores que brilham ao sol são cores estruturais muito presentes na natureza.

Pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências modificaram a impressora colorida a jato de tinta mais comum com base no princípio da cor estrutural. Eles usaram uma tinta de polímero transparente ao olho humano e substituíram o papel, que absorve facilmente a maioria dos líquidos, por vidro com superfície hidrofóbica. Quando as gotas de tinta à base de água caem, elas são repelidas pelo vidro, formando uma estrutura semelhante a uma "mini cúpula".

Usando as características de tensão superficial do líquido e o efeito hidrofóbico do vidro, a impressora pode criar microcúpulas de diferentes tamanhos e formas, cada uma refletindo a luz de diferentes comprimentos de onda, fazendo com que o olho humano perceba cores diferentes. Ao agrupar milhares de imagens, você pode criar imagens coloridas maiores que parecem gotas de tinta colorida borrifadas no papel.

No entanto, esse efeito só funciona de um lado, ao ver a folha de vidro do outro lado, a tinta continua transparente, o que na verdade é muito útil.

Os pássaros enfrentam uma alta taxa de mortalidade quando passam pela cidade. Na cidade de Nova York, 90.000 a 230.000 pássaros morrem todos os anos devido a colisões de janelas, que são invisíveis para eles. No futuro, todo o arranha-céu poderá ser coberto por tais painéis de vidro, seja um grande outdoor ou uma janela à prova de pássaros, sem obstruir a visão do interior.

Os pesquisadores acreditam que, por meio da manipulação precisa da forma da micro-cúpula e da estrutura do padrão, eles podem controlar totalmente a saturação, o brilho e outros aspectos da cor.

Este novo método de cor estrutural é compatível com as impressoras existentes e também pode ajudar a reduzir os custos de impressão porque requer apenas uma única tinta. Além disso, essas impressões podem resistir ao branqueamento leve e ter uma vida útil muito mais longa do que as tinturas que desbotam com o tempo. Contanto que a estrutura do micro-domo não seja destruída, a cor sempre será tão vívida e saturada quanto à primeira vista, portanto, é um método de reprodução de cores mais estável e ecologicamente correto.

Em 2015, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Missouri também criaram uma "impressora sem tinta" baseada no princípio da cor estrutural. Eles usaram lasers para fazer milhares de pequenos orifícios em materiais metálicos para produzir a mesma microestrutura das asas das borboletas, mas apenas algumas cores como ouro, verde, laranja, ciano, magenta e azul marinho podem ser reveladas.

A questão mais importante é que a "impressora sem tinta" só pode funcionar em um nível micro. Ela usa um material intermediário fino – com apenas 170 nanômetros de espessura, composto de duas camadas de prata, com uma camada de dióxido de silício entre elas. Esta versão colorida do logotipo da Universidade de Ciência e Tecnologia do Missouri tem aproximadamente um bilionésimo de um metro de tamanho.

No entanto, esta "impressora sem tinta" originalmente "não imprimia", mas optou por se dedicar a aplicações mais sutis, como a criação de marcas de segurança avançadas invisíveis a olho nu e a realização de novos tipos de armazenamento de informações.

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