Des chercheurs de l'Université ITMO ont dévoilé une nouvelle approche pour l'impression de structures luminescentes à base d'encre à nanoparticules. Les propriétés optiques uniques de l'encre ont été obtenues au moyen de zircone dopée à l'europium. Les particules de ce matériau se sont avérées utiles pour la fabrication de revêtements holographiques brillants avec un degré de protection élevé. Surtout, la nouvelle approche permet la fabrication d'hologrammes personnalisés au moyen d'une simple imprimante à jet d'encre.

L'impression à jet d'encre avec des nanoparticules fonctionnelles a gagné en popularité ces dernières années. En raison d'un certain nombre d'avantages - manque de toxicité, indice de réfraction élevé et rendement quantique élevé - les nanoparticules luminescentes trouvent de plus en plus d'applications dans les domaines de la photonique, théranostic et bioimagerie; ils sont utilisés pour produire des biocapteurs, visualiser les cellules cancéreuses et dans la technologie d'impression de sécurité. Mais pour mettre en œuvre des solutions faites en laboratoire à plus grande échelle, un certain nombre d'étapes doivent être entreprises pour assurer une fonctionnalité et une stabilité appropriées pendant le stockage à long terme des hologrammes.

La nouvelle encre développée par les scientifiques de l'Université ITMO possède des caractéristiques qui répondent précisément à ces problèmes. Dans une série d'expériences, le matériau a été utilisé pour l'impression de monocouches d'hologrammes protégés contre la luminescence et d'objets anti-contrefaçon avec une stabilité et une durabilité élevées.

"Le dioxyde de zirconium dopé à l'europium est un matériau étudié et utilisé par des chercheurs du monde entier depuis des décennies. Cependant, notre recherche est nouvelle en ce sens qu'elle utilise le matériau pour protéger la surface des hologrammes arc-en-ciel. À cette fin, nous devions réaliser certaines caractéristiques du matériau, " dit Alexandr Vinogradov, co-auteur de la recherche et responsable du Pôle Biochimie de l'Université ITMO. "En particulier, les nanoparticules contenues dans l'encre doivent être de taille quasi identique. Des exigences strictes sont également imposées par les paramètres rhéologiques qui déterminent la viscosité du matériau, sinon, l'encre peut ne pas convenir à l'impression à jet d'encre. Notre objectif était de transformer un matériau initialement synthétisé dans un tube à essai en un colloïde stable pouvant être imprimé et appliqué sur n'importe quelle surface. Notre étude décrit le processus exact de création d'une telle encre fonctionnelle."

C'est loin d'être la première recherche sur l'impression jet d'encre de nanostructures optiques luminescentes qui a été menée à l'Université ITMO. Plus tôt, des scientifiques ont mis au point la première méthode au monde d'impression d'images holographiques à l'aide d'une imprimante à jet d'encre. À l'époque, l'équipe a utilisé de l'encre à base de dioxyde de titane. L'une des applications les plus prometteuses de la nouvelle encre se situe dans le domaine de l'impression de sécurité, comme la fabrication polygraphique de factures, obligations et documents. Contrairement aux technologies existantes, la nouvelle méthode permet de créer des hologrammes individuels variés à l'échelle industrielle, par exemple, un motif spécifique ou une séquence de numéros sur un document qui nécessite une protection.

Les auteurs notent que le produit est prêt pour une application pratique. L'encre est compatible avec les types de têtes d'impression existants et peut être utilisée avec les capacités de fabrication existantes.