Японские ученые совершили революцию в художественном мире - они первые в мире напечатали цветную картину без использования красителей.
Кацушика Хокусай (1760 - 1849) - титан японского искусства, почитаемый на его родине, как Да Винчи, Ван Гог и Рембрандт Ван Рейн на Западе. Из всех его знаменитых шедевров «Великая волна» выделяется как высшее свидетельство его художественного гения.
Теперь команда исследователей из Университета Киото создала самую маленькую «Великую волну» из когда-либо созданных, шириной всего 1 мм. Более того, они справились с тем, чего не мог сделать даже Мастер Хокусай. Они создали его без использования пигментов.
До сих пор у всех художников была постоянная потребность в красителях. «Великая волна», созданная в Киотском университете, не только самая маленькая в мире, но и первая в мире печать без использования пигмента. Объясняет профессор Исан Сивания, глава группы Pureosity в iCeMS, Киотский университет, где проводилось исследование.
«Полимеры при воздействии стресса - своего рода «растяжения» на молекулярном уровне - подвергаются процессу, называемому «растрескиванием», при котором они образуют крошечные, тонкие волокна, известные как фибриллы», - объясняет он. «Эти волокна вызывают мощный визуальный эффект. Сумасшествие - это то, что скучающий школьник видит, когда он многократно сгибает прозрачную линейку, пока растянутый пластик не начинает превращаться в непрозрачный белый цвет».
Примечательно, что исследователи iCeMS поняли, что, контролируя способ формирования и организации микроскопических фибрилл в периодическом порядке, называемом организованной микрофибрилляцией (ОМ), они также могут контролировать это рассеяние света для создания цветов по всем видимым спектрам, от синего до красного. Так рождается новая революционная палитра. Печать больше не должна зависеть от пигмента.
Credit: www.kyoto-u.ac.jp
Зоологи давно знакомы с этим феноменом цвета, не основанным на пигментах, который они называют «структурным цветом». Именно так природа создает яркие цвета, видимые в крыльях бабочек, эффектном оперении павлинов-самцов и других переливающихся птиц. Некоторые из самых зрелищных животных на планете фактически лишены пигментации и зависят от света, взаимодействующего с поверхностной структурой, из-за его удивительно красивого эффекта.
Технология OM позволяет осуществлять крупномасштабный процесс цветной печати без чернил, который генерирует изображения с разрешением до 14000 точек на дюйм в нескольких гибких и прозрачных форматах. Это имеет множество применений, например, в технологии против подделки банкнот. Но профессор Сивания старается подчеркнуть, что ее применение выходит далеко за рамки традиционных идей печати.
«OM позволяет нам печатать пористые сети для газов и жидкостей, делая их как дышащими, так и пригодными для носки. Так, например, в области здоровья и благополучия, можно включить их в своего рода гибкую «жидкостную печатную плату», которая может лежать на вашей коже или ваших контактных линзах, чтобы передавать важную биомедицинскую информацию в «облако» или непосредственно вашему врачу».
OM - гибкая технология в прямом и переносном смысле. Исследователи из Киотского университета доказали, что технология работает во многих обычно используемых полимерах, таких как полистирол и поликарбонат. Последний является широко используемым пластиком в упаковке для пищевых продуктов и лекарств, поэтому в области безопасности пищевых продуктов и лекарств существует определенное применение, где защитные этикетки могут быть созданы почти как водяной знак, чтобы гарантировать, что продукт не был вскрыт или подделан.
Масатэру Ито, ведущий автор статьи, опубликованной в этом месяце в журнале «Nature», считает, что из базовых принципов, поднятых этим новаторским исследованием, можно извлечь еще больше. «Мы показали, что напряжение можно контролировать на масштабах субмикронной длины, чтобы создать контролируемую структуру», - отмечает он. «Однако может случиться так, что он также может создавать контролируемую функциональность. Мы продемонстрировали это в полимерах, и мы также знаем, что металлы или керамика могут растрескиваться. Интересно знать, можем ли мы аналогичным образом манипулировать трещинами в этих материалах».
Источник: Masateru M. Ito, Andrew H. Gibbons, Detao Qin, Daisuke Yamamoto, Handong Jiang, Daisuke Yamaguchi, Koichiro Tanaka, Easan Sivaniah. Structural colour using organized microfibrillation in glassy polymer films. Nature, 2019; 570 (7761): 363 DOI: 10.1038/s41586-019-1299-8
Вас также может заинтересовать: