Принципиально новый подход получения голографических изображений и текста методом струйной печати с использованием обычного принтера позволит значительно удешевить технологию и сократить время изготовления так называемых радужных голограмм, которые повсеместно используются для защиты и декорирования ценных изделий от пиратства и фальсификации. Результаты работы ученых были опубликованы 17 ноября в научном журнале Advanced Functional Materials.
Группа ученых под руководством Александра Виноградова, главного научного сотрудника SCAMT Университета ИТМО, открыла простой и быстрый способ получения голографических изображений, основанный на использовании специальных нанокристаллических чернил из диоксида титана. Нанесение чернил стало возможным при помощи обычной струйной печати, что впервые позволяет говорить о возможности создания уникальных голографических изображений в считанные минуты.
Радужные голограммы широко используются в качестве средства технической гарантии продукции и для борьбы с подделыванием банковских карт, купюр, ценных бумаг и ряда других изделий. Помимо этого, голография также является современным объектом декорирования и активно внедряется в технологии полиграфической печати. При этом, несмотря на то, что технология получения изобразительных голограмм была разработана еще в середине 60-x годов, существует ряд технических сложностей, препятствующих ее дальнейшему распространению.
«Классический процесс изготовления голограммы трудоемок и включает много этапов. Сначала делают мастер-голограмму, которую записывают лазером на тонком слое фоточувствительного полимера, после чего полимер сушат и удаляют его незасвеченные области, — рассказывает Александр Яковлев, первый автор статьи, инженер-исследователь лаборатории. — Затем трафарет с отпечатанной голограммой переносят на металлическую подложку, которая уже путем штампования создает микрорельеф на поверхности пластичных изделий».
По словам ученого, в совокупности на весь процесс получения голографического рисунка может уйти до нескольких дней. Более того, для изготовления мастер-голограмм необходимы виброизоляция и строгий контроль температуры.
«Сделать печать отдельных голографических изображений доступной и быстрой ранее еще никому не удавалось», — добавляет Александр Яковлев.
Созданные учеными нанокристаллические чернила из коллоидного раствора диоксида титана позволяют многократно сократить издержки производства радужных голограмм. Чернила наносят струйным принтером на микрорельефную поверхность, а затем просто покрывают слоем обычного лака, в результате чего голографический рисунок проявляется исключительно в тех областях, где были нанесены чернила.
«Особенностью наших чернил является высокий показатель преломления во всем видимом диапазоне света, — объясняет руководитель работы Александр Виноградов. — Использование наноразмерного слоя с высоким показателем преломления формирует маскирующий слой, сохраняющий эффект радужного переливания после нанесения лака или полимерного слоя. Поэтому мы можем наблюдать голографию только в местах, где нанесены чернила».
Разработанная методика позволит получать голограммы любых размеров, упростит и удешевит процесс их изготовления, а также сделает возможным печать уникальных изделий в готовом виде в течение нескольких минут.
Статья: «Sol-gel assisted inkjet hologram pattering», Alexandr V. Yakovlev, V.A. Milichko, V.V. Vinogradov, and Alexandr V. Vinogradov. Advanced Functional Materials, Nov. 17, 2015
(автор Дмитрий Мальков)