Dans la nature, les couleurs jouent un rôle vital dans des comportements tels que la pollinisation, signalisation pour l'accouplement et la défense contre les prédateurs. Les couleurs sont également un facteur important dans la recherche scientifique qui peut servir de base à de nouvelles applications d'impression et de lutte contre la contrefaçon.

C'est dans cette application que les chercheurs du programme polymère de l'Université d'Akron (UA) explorent. Les doctorants en sciences des polymères Mario Echeverri et Anvay Patil, et le Dr Ali Dhinojwala, HA. Professeur Morton de science des polymères, avec des chercheurs de l'Université Northwestern et de l'Université de Gand en Belgique, auteur d'un article de recherche, "Impression d'une large gamme de couleurs structurelles saturées à l'aide de mélanges binaires, Avec des Applications en Anti-contrefaçon, " récemment publié dans le journal de l'American Chemical Society Matériaux appliqués et interfaces .

Explorer les couleurs structurelles

Les couleurs structurelles sont des couleurs qui se reflètent lorsque des surfaces microscopiques interfèrent avec la lumière visible. Sur le paon, par exemple, les plumes de la queue ont un pigment brun, ou mélanine, mais leur structure microscopique les fait refléter les couleurs éblouissantes que nous voyons généralement chez les paons - bleu, vert et turquoise.

Les technologies d'impression actuelles utilisent des couleurs pigmentaires composées de pigments toxiques à base de métaux ou d'organiques susceptibles de se dégrader et de se décolorer avec le temps. Les scientifiques ont utilisé une technique polyvalente pour modifier les surfaces des substrats qui leur permet d'imprimer des couleurs sur diverses surfaces, y compris les métaux, plastiques, bois, papiers et tissus.

Dans leur étude, les chercheurs ont proposé une impression couleur structurelle en utilisant simplement des mélanges binaires de particules pour produire une large gamme de couleurs structurelles saturées. Essentiellement, en mélangeant des particules de différentes tailles telles que du sable (silice) et de la mélanine (un imitateur synthétique) en différentes quantités, les chercheurs ont pu produire des couleurs vibrantes, allant du bleu au rouge, qui sont similaires à ce que les gens peuvent observer dans les plumes d'oiseaux.

Les chercheurs ont démontré que la visibilité des couleurs peut être modifiée en changeant la couleur de la surface du fond, une propriété hautement souhaitable pour les applications anti-contrefaçon.

Selon les chercheurs, la méthodologie révolutionne la technologie d'impression actuelle en leur permettant d'imprimer brillant, des couleurs durables et qui ne s'estompent pas, qui n'était qu'une conception à un moment donné. La simplicité de cette approche ouvre la voie à des opérations de mise à l'échelle faciles, comme l'impression à jet d'encre, et des informations sur les applications anti-contrefaçon, comme démontré dans l'étude.

Demandes de recherche

La méthodologie des chercheurs est avantageuse par rapport aux technologies d'impression couleur structurelle proposées actuellement. Par exemple, la méthodologie du plasma froid présentée dans leur étude n'a pas été utilisée auparavant dans le cadre de cette application. Il a plusieurs avantages :

• Il élimine le besoin de suspensions de particules très concentrées ou d'additifs chimiques pour éviter l'effet d'anneau de café qui nuit à la qualité d'impression.
• Cette technique peut altérer les surfaces d'une variété de matériaux tels que le papier, en tissu, métaux, inorganiques, et polymères, sans recourir à des traitements humides.
• Il facilite l'auto-assemblage de mélanges de particules pour générer des couleurs structurelles.

La prochaine phase de cette recherche consisterait à étendre les opérations en testant le système avec des imprimantes à jet d'encre commerciales pour permettre la génération de motifs et de conceptions complexes/intriqués. Ainsi, les industries qui seraient directement intéressées par cette recherche proposée comprennent l'impression à jet d'encre, Peinture, encrer, produits de beauté, textiles et plastiques.