Искусственные структурные цвета, возникающие в результате резонансных взаимодействий между видимым светом и искусственными наноструктурами, становятся одним из вариантов цветной печати, не использующей чернила.

Сяолун Чжу (Xiaolong Zhu) и его коллеги из Датского технического университета и Уриэль Леви (Uriel Levy) из Еврейского университета в Иерусалиме сумели с помощью лазерного принтера создать массивы крошечных пластиковых столбиков, покрытых германием, чтобы создать палитру коричневых, красных и синих цветов, используя метод, предлагаемый природой. Новая техника пока не может выдать все цвета радуги, но разработчики намерены работать над расширением диапазона. Подробности своей работы они изложили в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Пигменты — это не единственный способ, которым природа окрашивает наш мир. Все, от экзоскелетов жуков до перьев павлинов, покрыто крошечными массивами точно сформированных объектов, определяющих, как отражается свет, создавая яркие голубые, зеленые и желтые цвета. Исследователи могут воспроизвести эти «структурные» цвета, но их трудно воспроизвести в промышленных масштабах.

Исследователи сумели показать, что подобные структурные цвета можно легко получить с помощью наноструктур, изготовленных из диэлектрических материалов с высоким показателем преломления. По сравнению с плазмонными аналогами, цветные поверхности с высокоиндексными диэлектриками, такими как германий (Ge), имеют более низкий коэффициент отражения, что дает превосходный цветовой контраст.

Сильное резонансное поглощение энергии при импульсном лазерном облучении локально повышает температуру решетки (до более чем 1200 К) на ультракороткое время (1 нс). Это создает основу для резонансной лазерной печати, где быстрое плавление позволяет изменять морфологию поверхности с соответствующей модификацией внешнего вида. Получаемые с помощью лазерной печати высокоиндексные диэлектрические цветные мета-поверхности масштабируемы до больших площадей и открывают новую парадигму для печати и декорирования с нетускнеющими и яркими цветами.