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彩印包裝印刷|用透明墨水實(shí)現(xiàn)彩印,這個(gè)神奇技術(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的?

分類:投稿 作者:佚名 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 發(fā)布時(shí)間:2022-12-28

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打印機(jī)是目前難以被取代的辦公設(shè)備,但你知道它會造成許多環(huán)境問題嗎?生產(chǎn)顏料和油墨的化學(xué)工藝并不環(huán)保,大量彩印需要不停更換多個(gè)墨盒,許多墨盒還未被用盡就已躺在垃圾場。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年有 11 億個(gè)墨盒被丟棄,大概 450 年才會自然分解。一盒有殘墨的墨水平均污染 60 立方米的水源。

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▲高級照片打印機(jī)會配備多個(gè)彩色墨盒. 圖片來自:Denisgomes印刷行業(yè)存在的諸多問題,鼓勵著研究人員發(fā)明其他方法創(chuàng)建彩色圖像。近日,中科院化學(xué)研究所的研究人員提出一種使用透明高分子墨水打印「全彩結(jié)構(gòu)色圖像」的方法。該方法突破了我們對彩色印刷的固有認(rèn)知,呈現(xiàn)不同顏色不再需要彩色墨水。結(jié)構(gòu)色(structural color)又稱「物理色」,是由微觀物理結(jié)構(gòu)與自然光之間的相互作用(如散射、干涉、衍射等)所產(chǎn)生的顏色,和「化學(xué)色」的顯色原理完全不同。絢爛的彩虹與肥皂泡、斑斕的孔雀羽毛和蝴蝶翅膀,這些在陽光下閃閃發(fā)亮的顏色,就是大自然中廣泛存在著的結(jié)構(gòu)色。

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▲圖片來自:Brocken Inaglory中科院研究人員基于結(jié)構(gòu)色原理,對最常見的彩色打印機(jī)——噴墨打印機(jī)進(jìn)行了改造。他們使用了一種在人眼看來透明的聚合物墨水,并用具有疏水表面的玻璃代替了容易吸收大多數(shù)液體的紙張。當(dāng)水性墨滴落下時(shí),它們會被玻璃排斥,進(jìn)而形成類似「微型穹頂」的結(jié)構(gòu)。利用液體的表面張力特性和玻璃的疏水作用,打印機(jī)可以創(chuàng)建不同大小和形狀的微型穹頂,每個(gè)微型穹頂反射不同波長的光,使人眼感知不同的顏色。將數(shù)千個(gè)圖像分組在一起,可以創(chuàng)建更大的全彩圖像,看起來就像彩色墨滴噴射到紙上一樣。

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▲圖片來自:GIZMODO然而,這種效果僅在一側(cè)起作用,從另一側(cè)觀察玻璃片時(shí),墨水依然是透明的,這其實(shí)很有用處。鳥類在穿過城市時(shí)面臨著很高的死亡率,紐約市每年有 9 萬至 23 萬只鳥類因窗戶碰撞而死亡,這些窗戶對于它們來說是不可見的。未來,整座摩天大樓都可以被這樣的玻璃片覆蓋,不論是大型廣告牌還是鳥類安全型窗戶,而內(nèi)部的視野不會被阻礙。

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▲圖片來自:中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究人員相信,通過對微型穹頂形狀和圖案結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)操作彩印包裝印刷,他們可以完全控制顏色的飽和度、亮度和其他方面。

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▲這種新印刷方法具有高保真度. 圖片來自:GIZMODO這種新的結(jié)構(gòu)色方法,既可以與現(xiàn)有的打印機(jī)兼容,還可能有助于降低印刷成本,因?yàn)樗恍枰獑我荒?。此外,這些印刷品可以抵抗光的漂白,使用壽命比隨時(shí)間褪色的染料要長得多。只要微型穹頂結(jié)構(gòu)沒有被破壞彩印包裝印刷,顏色總像初見一般鮮活飽和,因此是一種更加環(huán)保且穩(wěn)定的呈色方式。2015 年,密蘇里科技大學(xué)的研究人員也是根據(jù)結(jié)構(gòu)色原理,創(chuàng)造了一種「無墨打印機(jī)」。他們使用激光在金屬材料上打出數(shù)千個(gè)小孔,以產(chǎn)生和蝴蝶翅膀相同效果的微觀結(jié)構(gòu),但只有金、綠、橙、青、洋紅和海軍藍(lán)等少量顏色能被顯現(xiàn)出來。

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▲具有數(shù)千個(gè)微孔的薄夾層材料. 圖片來自:GIZMODO更重要的問題是,「無墨打印機(jī)」只能在微觀層面上工作,它使用了一種薄夾層材料——只有 170 納米厚,由兩層銀組成,中間是一層二氧化硅。這個(gè)全彩版的密蘇里科技大學(xué)標(biāo)志,它的尺寸大約為十億分之一米。

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▲圖片來自:GIZMODO不過,這臺「無墨打印機(jī)」本就「志不在打印」,而是選擇投身更精微的應(yīng)用,例如創(chuàng)建肉眼不可見的高級安全標(biāo)記以及實(shí)現(xiàn)新型的信息存儲。

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