Новости

23 августа, 2017 14:55

Новые чернила для струйной печати позволят делать светящиеся голограммы и защитят документы

Химики Университета ИТМО впервые продемонстрировали процесс производства люминесцентных наноструктур с помощью струйной печати. Чернила для печати были получены новым способом, позволяющим добиться значительной устойчивости структур и сохранить высокие оптические характеристики наночастиц. В ходе экспериментов группа исследователей показала, как использовать созданные материалы для производства светящихся голографических покрытий с повышенным уровнем защиты. В отличие от других способов создания голограмм, данная разработка позволит изготавливать индивидуальные полиграфические изделия. Результаты работы опубликованы в журнале Nanoscale.
Фото: пресс-служба ИТМО

Струйная печать функционализированными наночастицами — технология, которая набирает обороты в последние годы. Благодаря целому ряду преимуществ — отсутствию токсичности, высокому показателю преломления и другим — люминесцентные наночастицы находят все большее применение в таких областях, как фотоника, тераностика, биоимиджинг (визуализация опухолей и поврежденных участков клетки с помощью биосенсоров и люминесцентных наночастиц), а также в технологиях защищенной полиграфии (security printing). Однако, чтобы сохранить свойства препаратов, полученных в лабораториях, и запустить их в (серийное) производство, необходимо преодолеть целый ряд проблем, связанных с потерей функциональности и снижением устойчивости данных структур при длительном хранении.

В своей работе группа исследователей Университета ИТМО разработала технологию адаптации препаратов, синтезированных на основе наночастиц диоксида циркония, допированного европием, таким образом, чтобы они были применимы для струйной печати. В основе технологии — многоступенчатый процесс, в результате которого ученые смогли получить универсальные чернила и экспериментально показать их применение для создания светящихся голографических изделий с повышенной степенью защиты.

Примеры печати чернилами на разных поверхностях. Источник: pubs.rsc.org

«Диоксид циркония, допированный европием, — это материал, который исследователи по всему миру изучают и применяют уже несколько десятков лет. Новизна нашей работы заключается в том, что мы впервые использовали его для защиты поверхности радужных голограмм. Перед нами стояла задача осуществить синтез и сохранить начальные свойства полученных объектов, транслировав их в объекты предпромышленного производства чернил для струйной печати. Чтобы это сделать, во-первых, частицы, из которых состоит материал, должны быть определенного, близкого к одинаковому размера. Сильные ограничения накладывают и реологические параметры - то, насколько материал текуч:от этого зависит возможность использования его для печати на струйном принтере. Наша цель заключалась в том, чтобы поэтапно преодолеть все эти сложности и в итоге превратить материал, синтезированный в пробирке, в устойчивый коллоидный раствор, которым можно было бы печатать и наносить на любые поверхности. Процесс создания таких функциональных покрытий мы и отразили в нашей работе», — комментирует Александр Виноградов, один из авторов исследования, директор химико-биологического кластера Университета ИТМО.

В Университете ИТМО уже не первый год занимаются разработкой технологий струйной печати оптических наноструктур. Исследования ведутся в рамках проекта Российского научного фонда. Ранее специалисты химико-биологического кластера университета разработали первый в мире способ печати голографических изображений с помощью струйного принтера. В качестве чернил тогда ученые использовали наночастицы диоксида титана. С помощью нового покрытия исследователям удалось создать светящуюся радужную голограмму.

Одна из перспективных областей применения новых чернил на основе наночастиц диоксида циркония, допированного европием, — индустрия security printing (изготовление полиграфическим способом банкнот, ценных бумаг и других документов, нуждающихся в защите от подделок). В отличие от существующих технологий, такой метод позволяет производить индивидуальные объекты, создавать их поштучно, избегая повторения, — например, нанести определенный рисунок или последовательность чисел на документы, предназначенные для конкретного пользователя, добавляет Александр Виноградов.

Александр Виноградов

Как отмечают авторы исследования, разработка готова к использованию: ряд компаний проявили интерес к представленным материалам, ведутся переговоры о коммерциализации. Полученные чернила на основе наночастиц диоксида циркония, допированного европием, подойдут под существующие серии печатных головок и могут применяться в аппаратах и печатных машинах на действующих производствах.

14 июня, 2024
Обнаружен эффективный способ предсказания развития отдаленных метастазов при раке молочной железы
Ученые НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН обнаружили ...
14 июня, 2024
Природная аптека: ученые открыли способность растительных пигментов усиливать действие противогрибкового препарата
Российские ученые выяснили, что природные растительные пигменты флавонолы способны в несколько раз у...