火狐体育首页进入:无须“着墨” 绘就万千 我科学家团队完成“飞秒激光无墨彩打”关键技能打破

　　直径2英寸，手感轻如蝉翼；图画包括13种颜色，未用到一滴油墨；肉眼颜色丰满，也将耐久闪烁……上一年夏天，当每一位西湖大学首届本科生翻开选取通知书礼盒时，都会留意到这幅特别的“科学见面礼”晶圆片小画。

　　而事实上，半年前的这次上台，仅仅是科学家们牛刀初试的著作。近来，这项技能总算完好面世——西湖大学仇旻团队在最新一期《天然通讯》以《激光快速直写结构色完成全颜色无油墨打印》为题解密相关作业，他们用由氮化钛和氮化铝钛这两种超硬陶瓷资料组成的复合薄膜作为特别“纸张”，在其外表使用超快激光进行微纳加工，完成“飞秒激光无墨彩打”，为激光无油墨五颜六色打印技能的产业化使用供给新思路。

　　“打印机是环境污染的重要来历之一。有研讨标明，在一个密闭的房间内，当打印机作业时，空气中悬浮微粒的数量会比平常高5倍。”仇旻介绍。

　　你还记得，近距离赏识蝴蝶或昆虫的五颜六色翅膀，或许调查鸟类多彩茸毛的时分吗？你认为它们艳丽的颜色源于体内的色素（化学色），但实际上，这是结构色（物理色）的创作。当光照射在细微处很多有序结构上，会发生折射、漫反射、衍射或干与等反响，由此就会发生颜色，这个进程其实并没有用到“颜料”。

　　科学家们进行了斗胆测验——使用超快激光在资料外表制作微纳结构以发生结构色的计划，即超快激光五颜六色打印技能。在这种技能中，激光是“笔”。比方，你身边各类传统的防伪码纸面，便是使用了激光诱导自组织纳米光栅发生的彩虹色，它在防伪方面有必定的使用价值，但不能发生指定颜色的图画。也便是说，虽然科学家们进行了各种探究和测验，但或多或少都存在“缺憾”。怎么拓展超快激光五颜六色打印的色域，并完成颜色不随调查视点改动，成为当时激光上色技能研讨需打破的关键问题。

　　曩昔一年来，西湖大学纳米光子学与仪器技能试验室的研讨人员立异性地提出使用超快激光加工陶瓷复合陶瓷薄膜，在超快激光五颜六色打印技能上完成关键性打破。

　　该项技能的中心首要在于他们创造晰一种新颖的“纸”——厚度不过约110纳米，仅为头发丝的千分之一。仇旻介绍，这种“纸”分为三层：研讨人员在单晶硅衬底上先后镀50纳米的氮化钛和60纳米的氮化铝钛，由于氮化钛和氮化铝钛的硬度较大，它们被称为陶瓷资料。第一层，也便是自上而下的最底层，是呈金属性的氮化钛，它将作为光的反射层——效果是阻挠光线穿透，并添加亮度。第二层，是高损耗的氮化铝钛电介质，将调控对天然光的吸收。第三层，是最顶层的氧化铝——当超快激光效果于氮化铝钛外表，会额定构成一层以氧化铝为主的通明薄膜，它将和氮化铝钛一同，调控所吸收的天然光。

　　一起，仇旻团队研制了“笔”的另一种用法——激光不再直接在物品外表创造结构，而是将在陶瓷薄膜纸上进行“雕琢”。激光将投在薄膜上，通过操控入射激光的能量或扫描速度，便可一起改动氧化膜（氧化铝）和氮化铝钛膜的厚度；在厚度改动后，入射的天然光将通过三层膜结构之间的杂乱干与效应，构成特定的反色。五光十色的颜色就此成型。

　　随后，研讨人员使用多种技能手段如能量色散X射线、X射线衍射等对激光上色的区域进行资料剖析，证明调查到的颜色来自激光诱导构成的氧化层。他们研制的“纸”与“笔”，总算完成了抱负中的激光五颜六色无墨打印。

　　研讨团队发现，使用氮化钛和氮化铝钛做成的“特别纸张”，能够完成高速、高分辩、宽色域、大尺度、调查视点不灵敏、抗老化的全五颜六色无油墨激光打印。

　　比方宽色域。现在，仇旻试验室创造的“飞秒激光无墨彩打”技能，已完成了挨近90%的RGB规范颜色体系，远超当时干流的激光上色技能。研讨人员解释道，与此前的“激光诱导不锈钢外表构成氧化薄膜”传统激光上色计划比较，他们的激光诱导复合薄膜氧化，将可一起改动氧化膜（氧化铝）和氮化铝钛膜的厚度，多了一个自由度，然后获得了更宽的色域。

　　比方高速、高分辩。该技能可一起完成高速度和高分辩的全五颜六色无油墨打印。这意味着一张A4纸张，能够在1分钟内完成全五颜六色的打印。在打印分辩率方面，研讨人员展现了10000dpi的五颜六色打印，超出传统油墨打印的最高分辩率10倍以上。

　　比方颜色“历久弥新”。研讨人员进行了一系列破坏性试验，但“飞秒激光无墨彩打”著作依然“历久弥新”。这是由于氮化铝钛外表构成的细密氧化铝膜，起到了很好的防护层效果。通过一系列国家规范的抗老化测验，研讨人员进一步证明激光在氮化铝钛上诱导构成的颜差仍小于7，完全符合工业化使用的需求。