Les couleurs structurelles apparaissent parce que le motif imprimé sur une surface modifie les longueurs d'onde de la lumière. Des scientifiques chinois ont introduit un azopolymère qui permet l'impression de nanomotifs dans un nouveau procédé lithographique à température ambiante. Un aspect clé de la technique est le changement de phase induit par la lumière d'un nouvel azopolymère, explique l'étude publiée dans la revue Angewandte Chemie . Le procédé repose uniquement sur la régulation de la lumière et permet la nanoimpression même sur des substrats flexibles.

Des surfaces délicatement structurées sont présentes dans de nombreux domaines pertinents, y compris la lutte contre la contrefaçon des billets de banque et la fabrication de puces. Dans l'industrie électronique, motifs de surface, tels que les circuits imprimés, sont créés par des procédés photolithographiques. La photolithographie signifie qu'une résine photosensible, un matériau polymère sensible à la lumière ultraviolette (UV), est irradié à travers un masque. Les zones fragilisées sont emportées, et les structures sont finies par gravure, impression, et d'autres processus. Pour préparer la résine photosensible à l'irradiation par la lumière UV, le chauffage et le refroidissement sont des étapes importantes, qui provoquent des changements dans le comportement du matériau.

Malheureusement, les matériaux ont tendance à rétrécir lors du refroidissement, ce qui pose problème lorsque l'on souhaite des motifs nanométriques. Par conséquent, Haifeng Yu et ses collègues de l'Université de Pékin ont développé un procédé de nanolithographie qui fonctionne entièrement à température ambiante. La clé de la méthode est une nouvelle résine photosensible qui modifie son comportement mécanique uniquement par irradiation lumineuse. Une étape de chauffage n'est plus nécessaire. La nouvelle résine photosensible contient un composant chimique appelé azobenzène, qui passe d'une forme "trans" droite à une forme "cis" courbée, et vice versa, lorsqu'il est irradié par la lumière. Cet azobenzène, qui est attaché au squelette polymère, provoque les changements mécanochimiques de l'azopolymère résultant.

Pour la fabrication de patrons, les auteurs ont d'abord liquéfié la couche d'azopolymère enduite sur une surface en plastique flexible en y projetant une lumière UV. Ensuite, ils ont pressé une feuille de silicone transparente à nanomotifs sur les zones liquéfiées et ont irradié les couches avec de la lumière visible. Ce durcissement induit par la lumière de l'azopolymère, qui a adopté le modèle nanopattern. Ensuite, les scientifiques ont appliqué un photomasque et irradié les couches avec de la lumière UV pour re-liquéfier les zones découvertes. Pour l'empreinte finale, ils ont pressé une autre feuille à nanomotifs sur la structure azopolymère et ont durci les couches à la lumière visible pour obtenir la couche de revêtement finie à nanomotifs. Cette technique est appelée « lithographie par nanoimpression athermique ».

La surface à nanomotifs est apparue dans plusieurs couleurs structurelles. De minuscules lettres ou des dessins ornementaux changeaient de couleur en fonction de l'angle sous lequel ils étaient observés. Selon les auteurs, la technique ne se limite pas aux couleurs structurelles. "Il est adaptable à de nombreux autres substrats comme les plaquettes de silicium et d'autres matériaux photo-actifs, ", disent-ils. Les chercheurs envisagent des applications dans les domaines de la nanofabrication où des processus d'impression indépendants de la chaleur sont nécessaires et où les matériaux photoaccordables présentent des avantages.