Les miroirs diélectriques, également appelés miroirs de Bragg, réfléchissent presque complètement la lumière. Par conséquent, ils conviennent à diverses applications, telles que les systèmes de caméras et les systèmes de capteurs pour la microscopie et les technologies médicales. Jusqu'à présent, de tels miroirs ont été produits par des processus complexes dans des dispositifs à vide coûteux.

Des chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) sont désormais les premiers à imprimer des miroirs de Bragg de haute qualité avec des imprimantes à jet d'encre. Cela pourrait ouvrir la voie à la fabrication numérique de miroirs personnalisés. Les résultats de la recherche sont publiés dans Advanced Materials .

Les miroirs de Bragg sont produits en appliquant plusieurs couches minces de matériaux sur un support. Le miroir optique résultant reflète spécifiquement la lumière d'une certaine longueur d'onde. La réflectivité d'un miroir de Bragg dépend des matériaux, du nombre de couches appliquées et de leurs épaisseurs. Les chercheurs du KIT ont été les premiers à les imprimer sur différents supports. Cela facilite grandement la production.

Encres faites de nanoparticules

"C'était un grand défi de développer des encres adaptées et d'établir un processus fiable pour la production de plusieurs couches minces", explique le professeur Uli Lemmer du Light Technology Institute (LTI) du KIT, qui dirige le projet qui fait partie du projet "3D Matter Pôle d'excellence "Made to Order".

Les constituants des encres doivent avoir des propriétés optiques adaptées et être solubles. De plus, chaque couche doit être aussi homogène que possible afin d'obtenir un empilement cohérent de couches. La pression doit être contrôlée avec précision et les résultats doivent être reproductibles pour garantir d'excellentes propriétés optiques et une réflectivité élevée des miroirs de Bragg.

L'équipe de recherche a décidé d'utiliser des nanoparticules. "Grâce au développement rapide de la nanochimie, les nanoparticules deviennent moins chères et plus diversifiées", explique Lemmer. Son équipe a utilisé un mélange de deux matériaux différents, l'oxyde de titane et le polyméthacrylate de méthyle, comme composants optiques des encres. En utilisant les encres, les chercheurs ont réussi à produire des propriétés optiques et des épaisseurs de couches extrêmement précises. "Nous avons atteint une réflectivité très élevée de 99 % avec seulement dix doubles couches", explique Lemmer.

Impression sur grandes et petites surfaces

La méthode développée par les chercheurs du LTI peut être utilisée sur de très petites surfaces jusqu'à des gammes de quelques micromètres, permettant la production de composants optiques pour des technologies de microsystèmes ou des systèmes de caméras. D'autre part, de grandes surfaces de quelques mètres carrés peuvent être imprimées pour les modules solaires, les façades et les affichages publicitaires.

De tels miroirs ont même été imprimés sur des feuilles de plastique souples. "Le processus entièrement numérique permet la fabrication de couches miroirs qui sont précisément ajustées à l'application. C'est un grand avantage par rapport aux méthodes de fabrication conventionnelles", déclare Lemmer. + Explorer plus loin

Récupération d'énergie :générateurs thermoélectriques imprimés pour la production d'électricité