Três

Sep 01, 2023

A equipe do Dr. Jaeyeon Pyo na KERI desenvolveu um método para imprimir cores estruturais por meio da impressão 3D em nanoescala de redes de difração, selecionadas como artigo de capa da ACS Nano

Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia

imagem: Uma equipe de pesquisa da KERI, incluindo o Dr. Jaeyeon Pyo (à direita), desenvolveu tecnologia de impressão 3D em nanoescala para produzir redes de difração para monitores avançadosVeja mais

Crédito: Instituto de Pesquisa em Eletrotecnologia da Coreia

Foi desenvolvida a primeira tecnologia de impressão 3D do mundo que pode ser usada em telas transparentes e dispositivos AR, que implementa o fenômeno físico da mudança da cor da pele do camaleão ou da bela cor das penas do pavão.

A equipe do Dr. Jaeyeon Pyo na KERI conseguiu realizar uma rede de difração tridimensional que pode controlar com precisão o caminho da luz com base na 'tecnologia de impressão 3D em nanoescala'. Esta é uma nova tecnologia que pode utilizar o princípio da cor estrutural observada na natureza para tecnologia de exibição avançada.

Quando a luz encontra uma microestrutura no nível do comprimento de onda (1/100 a 1/1000 da espessura de um fio de cabelo humano), ela difrata* e muda seu caminho. Nos casos em que a microestrutura possui reularidade, comprimentos de onda específicos da luz sofrem forte reflexão devido à difração, resultando em cores distintas conhecidas como 'cor estrutural'. Por exemplo, na natureza, a cor da pele dos camaleões não surge de uma mistura de múltiplos pigmentos; antes, emerge de mudanças na microestrutura, que levam à produção de cores estruturais. Da mesma forma, as belas cores vistas nas penas do pavão são resultado do arranjo específico de sua microestrutura interna.* Difração: Fenômeno no qual a luz se curva ou se espalha amplamente através de um buraco (lacuna) quando encontra um obstáculo.

A conquista da KERI é a realização de uma 'rede de difração', que pode controlar com precisão a cor estrutural, com tecnologia de impressão 3D em nanoescala. Uma rede de difração é um dispositivo com microestrutura disposta regularmente com a finalidade de controlar a difração da luz. Quando a luz incide sobre ele, a luz é refletida em diferentes caminhos dependendo do comprimento de onda, criando uma cor ou espectro estrutural específico. Em outras palavras, é uma tecnologia de impressão 3D que permite o controle preciso da luz para cores vivas sem corantes.

Uma rede de difração muito fina é necessária para controlar a difração da luz cujo comprimento de onda é de apenas 1/1000 da espessura de um fio de cabelo humano. A KERI, que possui a melhor tecnologia de impressão 3D em nanoescala do mundo, conseguiu imprimir redes de difração de nanofios de alta densidade com uma nova abordagem chamada “impressão lateral”.Isto é feito movendo o bico de impressão 3D como se estivesse costurando para imprimir o formato da ponte(﹇).

Espera-se que a rede de difração demonstrada seja usada em uma variedade de aplicações de exibição avançadas. Observando a transparência da própria rede de difração, ela pode ser usada em uma variedade de futuros displays transparentes, como janelas inteligentes, espelhos e heads-up displays em automóveis. Existem também muitas aplicações para esta tecnologia em dispositivos AR que já utilizam redes de difração como componente chave. Além disso, as redes de difração podem ser projetadas para emitir cores diferentes dependendo de sua deformação, tornando a tecnologia utilizável em engenharia mecânica e aplicações biomédicas onde a detecção de deformação é necessária, e a própria rede de difração pode ser usada em uma variedade de pesquisas em física óptica.

Jaeyeon Pyo da KERI disse que esta é “a primeira tecnologia de impressão 3D do mundo que implementa com precisão a cor estrutural desejada no local desejado, sem restrições ao material ou formato do substrato”. Ele acrescentou que esta tecnologia será capaz de superar as limitações do 'Form-Factor' dos dispositivos de exibição e trazer a diversificação de formas.