Разработчики предложили способ нанесения на поверхности специальных покрытий цветных наноразмерных меток с помощью лазера. поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Применение материалов и интерфейсов, а также нанолитературы.
На поверхности материалов можно разместить объемные наноструктуры, например, узоры из нанорешеток, полос, выпуклостей и впадин, для создания защитных меток на дорогом оборудовании и других ценных предметах. маркируют Некоторые дорогие швейцарские часы используют эту технологию маркировки, но пока она не получила широкого применения. Принцип основан на том, что объемные элементы узора по-разному преломляют и отражают свет, создавая микроскопическую цветную картинку. Такие метки можно изготавливать с помощью лазерной обработки, когда луч света изменяет структуру материала физически или, при некоторых подходах, химически. Однако до сих пор разрешение и палитра оттенков при такой печати оставались невысокими из-за невозможности получать необходимые типы наноструктур со своим уникальным цветом, используя один и тот же материал или многослойное покрытие и подбирая оптимальные параметры лазерной обработки.
Ученые из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН (Владивосток) с коллегами разработали Лазерная печать создает трехслойные покрытия сверхвысокого разрешения (до 50000 пикселей на дюйм), которые можно применять к многим материалам. Для сравнения, разрешение экранов современных смартфонов примерно в 20 раз ниже, даже при использовании технологии 4К.
Чтобы создать метку на материале, учёные предлагают наносить несколько слоёв из серебра, оксида алюминия и золота, или титана, оксида титана и снова титана. Под воздействием лазера эти слои создают широкий спектр цветов — от зеленого до розового. Данные материалы были выбраны за счёт того, что сами по себе и в комбинациях демонстрируют разнообразные эффекты взаимодействия со светом, что удобно для создания наноструктур.
В новой работе авторы создали Нейросетевая модель выявляет связь между параметрами лазерной обработки (скоростью движения и мощностью лазера) и цветом, получаемым при печати. Алгоритм отслеживает такие связи на основе экспериментальных спектров отражения материала, обработанного при различных режимах работы лазера. Тестирование показало, что модель с точностью не менее 90% предсказывает цвет на основании характеристик лазера. Использование модели повысит воспроизводимость обработки и позволит точно контролировать цвета в многоцветных изображениях.
Разработанная технология является шагом в борьбе с контрафактной продукцией, особенно в высокотехнологичных отраслях, таких как производство научного оборудования, важного для страны. В будущем планируют использовать многолучевую лазерную печать для создания более сложных рисунков и голографических защитных меток. «— рассказывает Василий Лапидас, младший научный сотрудник лаборатории синхротронных методов изучения свойств новых функциональных наноматериалов оптоэлектроники, нанофотоники и тераностики Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, участник проекта, поддержанного грантом РНФ. »
В исследовании принимали участие сотрудники Дальневосточного федерального университета (Владивосток), Университета ИТМО (Санкт-Петербург), Харбинского политехнического университета (Китай) и Университета прикладных наук в Мюнстере (Германия).
Пресс-служба Российской научно-исследовательской организации сообщила информацию.
Источник фото: ru.123rf.com