无需油墨也能印刷彩图——更加环保高效的纳米结构印刷

材料牛注：科研人员已经开发出一种使用纳米结构来印刷彩图的方法，这种方法不但比现在的印刷方法更加环保，同时也科研提高印刷效率。

在不到半个世纪里，彩色打印已经从简单点阵打印机转变为能够产生三维结构的设备。但是以前所使用的墨水却没有变过。这些墨水通常有毒或对环境不友好，并且还需要高温定影。

如今，来自俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学的科研团队提出了一种基于纳米结构喷墨打印的新方法，该结构通过与光相互作用产生可见的色彩，原理类似于通过肥皂泡看见彩虹色。这种方式跟彩色打印有着根本区别，用传统的喷墨技术将透明、对生物友好的TiO₂纳米晶墨水沉积在聚合物基体上，通过准确控制沉积层的厚度，利用不同折射率所造成的干扰效应产生不同的颜色。

这种特殊设计的墨水基于溶胶-凝胶转变，该转变是由纳米晶粒子向纳米尺度固态陶瓷薄膜的转变且无需退火。

该技术要求喷嘴能够准确一致地向乙醇中喷射纳米颗粒分散体。当酒精蒸发，TiO₂纳米颗粒会沉降为薄膜，最终结晶化变成高折射率的纳米层。并且，纳米颗粒的浓度和纳米层的数量都会影响该方法所产生颜色的范围。

不同于基于染料的颜色，基于TiO₂的墨水不会在阳光下褪色或随时间褪色。并且，它没有毒性和生物惰性。科研人员认为该方法可用于长期储存图像或信息、文件的防伪印刷，如钞票上的防伪标志等。

目前，该小组正在努力提高印刷面积以及开发供研究人员使用的桌面纳米加工系统。

相关论文发表于ACS Nano，论文链接：Inkjet Color Printing by Interference Nanostructures

原文参考链接：Color printing goes green

感谢材料人顾玥提供素材