В отличие от пигментов структурные цвета нетоксичны, более яркие и долговечные. Однако в промышленном производстве они имеют недостаток в том, что они сильно переливаются, что означает, что воспринимаемый цвет зависит от угла обзора. Примером может служить задняя сторона компакт-диска.
Следовательно, такие цвета не могут использоваться для всех приложений. Яркие цвета животных, напротив, часто не зависят от угла зрения. Перья зимородка всегда кажутся синими, независимо от того, под каким углом мы смотрим.
Причина кроется в наноструктурах: в то время как регулярные структуры переливаются, аморфные или нерегулярные структуры всегда имеют один и тот же цвет. Тем не менее, промышленность может производить только обычные наноструктуры экономически эффективным способом.Радванул Хасан Сиддик, исследователь из KIT в сотрудничестве с учеными из США и Бельгии, обнаружил, что синий птицеед не имеет радужной окраски, несмотря на периодические структуры на его волосках. Во-первых, их исследование показало, что волосы имеют многослойную структуру, напоминающую цветок.
Затем исследователи проанализировали его отражение с помощью компьютерного моделирования. Параллельно они построили модели этих структур с помощью нано-3D-принтеров и оптимизировали модели с помощью моделирования. В конце концов, они создали похожую на цветок структуру, которая воспроизводит тот же цвет под углом обзора 160 градусов.
Это самый большой угол обзора из всех достигнутых до сих пор синтетических структурных цветов.Помимо многослойной структуры и вращательной симметрии, иерархическая структура от микро до нано обеспечивает однородную интенсивность отражения и предотвращает изменение цвета.С помощью размера «цветка» можно регулировать получаемый цвет, что делает этот метод окрашивания интересным для промышленности. «Это может стать ключевым первым шагом к будущему, в котором структурные красители заменят токсичные пигменты, которые в настоящее время используются в текстильной, упаковочной и косметической промышленности», — говорит Радванул Хасан Сиддик из Института микроструктурных технологий KIT, который сейчас работает в Калифорнийском технологическом институте. . Считает возможным краткосрочное применение в текстильной промышленности.
Доктор Хендрик Хольшер считает, что масштабируемость нано-3D-печати — самая большая проблема на пути к промышленному использованию. Только несколько компаний в мире могут производить такие отпечатки.
Однако, по его мнению, быстрое развитие в этой области обязательно решит эту проблему в ближайшем будущем.