Ilmuwan China kembangkan teknologi percetakan berwarna tanpa tinta

Teknologi percetakan tanpa tinta dapat mewujudkan percetakan berwarna tanpa tinta dengan kecepatan tinggi dan resolusi tinggi, menghasilkan hampir 90 persen dari rentang warna standar RGB, lebih baik dari teknologi pewarnaan laser konvensional saat ini.

 

Hangzhou, China (Xinhua) – Saat cahaya mengenai banyak struktur teratur pada objek halus, reaksi seperti pembiasan, pemantulan difusi, dan difraksi akan terjadi, menghasilkan warna-warna struktural, seperti corak sayap serangga dan burung.

Sebuah tim peneliti China dari Westlake University mendapatkan inspirasi dari fenomena tersebut dan mengembangkan teknologi percetakan berwarna tanpa tinta.

Dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini dipublikasikan di jurnal Nature Communications, tim peneliti itu mengembangkan film komposit yang terdiri dari bahan keramik ultrakeras dan menggunakan laser ultracepat untuk membuat struktur mikronano pada permukaan film tersebut, memberikan gagasan baru untuk penerapan industrial teknologi percetakan berwarna laser tanpa tinta.

Penjualan global tahunan mesin pencetak (printer) telah mencapai angka ratusan juta. Printer warna laser atau inkjet yang banyak digunakan membutuhkan banyak tinta atau toner. Tinta mengandung zat berbahaya yang mudah menguap seperti timbal, kadmium, dan merkuri. Toner melepaskan partikel kecil yang dapat diserap oleh tubuh manusia, membahayakan lingkungan dan kesehatan manusia.

Di sisi lain, warna struktural memiliki daya tahan lama dan resolusi tinggi serta ramah lingkungan, menurut penelitian tersebut. Oleh karena itu, teknik ini menjadi teknik yang menarik dalam banyak penerapannya. Namun demikian, terdapat beberapa masalah dalam penggunaan teknik ini, seperti spektrum warna yang sempit, bahan yang terbatas, dan sifat mudah memudar.

Tim peneliti tersebut mengembangkan ‘kertas’ baru, sebuah film keramik komposit setebal 110 nanometer, seperseribu ketebalan rambut manusia.

Film ini memiliki tiga lapisan. Lapisan bawah merupakan titanium nitrida yang menyerupai emas, yang bertindak sebagai lapisan reflektif untuk memblokir cahaya dan meningkatkan kecerahan. Lapisan tengah merupakan dielektrik aluminium-titanium nitrida high-loss, yang dapat mengatur penyerapan cahaya alami. Lapisan atas merupakan aluminium oksida.

Ketika laser ultracepat diaplikasikan pada permukaan aluminium-titanium nitrida, lapisan tipis transparan tambahan dari aluminium oksida terbentuk dan bersama aluminium-titanium nitrida mengatur cahaya alami yang diserap.

Tim peneliti mengaplikasikan laser itu ke film tersebut dan mengendalikan energi atau kecepatan pemindaian laser untuk mengubah ketebalan film aluminium oksida dan film aluminium-titanium nitrida.

Setelah ketebalan berubah, cahaya alami akan membentuk warna pantulan spesifik melalui efek interferensi kompleks antara ketiga lapisan, sehingga membentuk warna-warna yang berbeda.

Menggunakan berbagai teknik, para peneliti melakukan analisis material terhadap area-area yang diwarnai laser dan mengonfirmasi bahwa warna-warna yang terlihat berasal dari lapisan oksida yang dihasilkan laser, ungkap studi tersebut.

Teknologi ini dapat mewujudkan percetakan berwarna tanpa tinta dengan kecepatan tinggi dan resolusi tinggi, menghasilkan hampir 90 persen dari rentang warna standar RGB, lebih baik dari teknologi pewarnaan laser konvensional saat ini.

Laporan: Redaksi