Три

Sep 01, 2023

Команда доктора Джеён Пё из KERI разработала метод печати структурных цветов посредством наноразмерной 3D-печати дифракционных решеток, выбранной в качестве обложки для ACS Nano.

Национальный исследовательский совет науки и технологий

изображение: Исследовательская группа KERI, в которую входит доктор Джеён Пё (справа), разработала технологию наноразмерной 3D-печати для производства дифракционных решеток для современных дисплеев.посмотреть больше

Фото: Корейский научно-исследовательский институт электротехнологий.

Была разработана первая в мире технология 3D-печати, которую можно использовать в прозрачных дисплеях и устройствах AR, которая реализует физический феномен изменения цвета кожи хамелеона или красивого цвета перьев павлина.

Команде доктора Джэён Пё из KERI удалось создать трехмерную дифракционную решетку, которая может точно контролировать путь света на основе «технологии наномасштабной 3D-печати». Это новая технология, которая может использовать принцип структурного цвета, наблюдаемый в природе, для передовых технологий отображения.

Когда свет сталкивается с микроструктурой на уровне длины волны (от 1/100 до 1/1000 толщины человеческого волоса), он дифрагирует* и меняет свой путь. В тех случаях, когда микроструктура обладает нерегулярностью, свет определенной длины волны сильно отражается из-за дифракции, что приводит к появлению различных цветов, известных как «структурный цвет». Например, в природе цвет кожи хамелеонов не возникает из-за смеси нескольких пигментов; скорее, он возникает в результате изменений микроструктуры, которые приводят к образованию структурных цветов. Точно так же красивые цвета перьев павлина являются результатом специфического расположения их внутренней микроструктуры.* Дифракция: явление, при котором свет преломляется или широко распространяется через отверстие (зазор), когда он сталкивается с препятствием.

Достижением KERI является реализация «дифракционной решетки», которая может точно контролировать структурный цвет, с помощью технологии наноразмерной 3D-печати. Дифракционная решетка – это устройство с регулярно расположенной микроструктурой, предназначенное для управления дифракцией света. Когда на него падает свет, свет отражается по-разному в зависимости от длины волны, создавая определенный структурный цвет или спектр. Другими словами, это технология 3D-печати, которая позволяет точно контролировать свет для получения ярких цветов без использования красителей.

Для контроля дифракции света, длина волны которого составляет всего 1/1000 толщины человеческого волоса, необходима очень тонкая дифракционная решетка. Компания KERI, обладающая лучшей в мире технологией наноразмерной 3D-печати, преуспела в печати дифракционных решеток из нанопроволоки высокой плотности с помощью нового подхода, называемого «латеральная печать».Это делается путем перемещения сопла 3D-печати, как если бы оно пришивало, чтобы напечатать форму моста (﹇).

Ожидается, что продемонстрированная дифракционная решетка будет использоваться в различных современных дисплеях. Учитывая прозрачность самой дифракционной решетки, ее можно будет использовать в различных будущих прозрачных дисплеях, таких как «умные» окна, зеркала и проекционные дисплеи в автомобилях. Эта технология также имеет множество применений в устройствах AR, в которых дифракционные решетки уже используются в качестве ключевого компонента. Кроме того, дифракционные решетки могут излучать разные цвета в зависимости от их деформации, что делает эту технологию применимой в машиностроении и биомедицинских приложениях, где требуется обнаружение деформации, а сама дифракционная решетка может использоваться в различных исследованиях в области оптической физики.

Доктор Джеён Пё из KERI сказал, что это «первая в мире технология 3D-печати, которая точно реализует желаемый структурный цвет в нужном месте без ограничений на материал или форму подложки». Он добавил, что эта технология сможет преодолеть шаблонные ограничения «форм-фактора» устройств отображения и обеспечить разнообразие форм.