Tres

Sep 01, 2023

El equipo del Dr. Jaeyeon Pyo en KERI desarrolló un método para imprimir colores estructurales mediante la impresión 3D a nanoescala de rejillas de difracción, seleccionado como artículo de portada para ACS Nano.

Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología

Imagen: Un equipo de investigación de KERI, incluido el Dr. Jaeyeon Pyo (derecha), ha desarrollado tecnología de impresión 3D a nanoescala para producir rejillas de difracción para pantallas avanzadas.ver más

Crédito: Instituto de Investigación de Electrotecnología de Corea

Se ha desarrollado la primera tecnología de impresión 3D del mundo que se puede utilizar en pantallas transparentes y dispositivos AR, que implementa el fenómeno físico del cambio de color de la piel del camaleón o el hermoso color de las plumas del pavo real.

El equipo del Dr. Jaeyeon Pyo en KERI ha logrado crear una rejilla de difracción tridimensional que puede controlar con precisión la trayectoria de la luz basándose en la "tecnología de impresión 3D a nanoescala". Se trata de una tecnología novedosa que puede utilizar el principio del color estructural observado en la naturaleza para tecnología de visualización avanzada.

Cuando la luz encuentra una microestructura en el nivel de la longitud de onda (1/100 a 1/1000 del grosor de un cabello humano), se difracta* y cambia su trayectoria. En los casos en que la microestructura posee reularidad, longitudes de onda de luz específicas sufren una fuerte reflexión debido a la difracción, lo que da como resultado colores distintos conocidos como "color estructural". Por ejemplo, en la naturaleza, el color de la piel de los camaleones no surge de una mezcla de múltiples pigmentos; más bien, surge de cambios en la microestructura, que conducen a la producción de colores estructurales. De manera similar, los hermosos colores que se ven en las plumas del pavo real son el resultado de la disposición específica de su microestructura interna.* Difracción: Fenómeno en el que la luz se desvía o se propaga ampliamente a través de un agujero (espacio) cuando encuentra un obstáculo.

El logro de KERI es la realización de una "rejilla de difracción", que puede controlar con precisión el color estructural, con tecnología de impresión 3D a nanoescala. Una rejilla de difracción es un dispositivo con una microestructura dispuesta regularmente con el fin de controlar la difracción de la luz. Cuando la luz incide sobre él, la luz se refleja en diferentes caminos dependiendo de la longitud de onda, creando un color o espectro estructural específico. En otras palabras, es una tecnología de impresión 3D que permite un control preciso de la luz para obtener colores vivos sin colorantes.

Se necesita una rejilla de difracción muy fina para controlar la difracción de la luz cuya longitud de onda es sólo 1/1000 del grosor de un cabello humano. KERI, que cuenta con la mejor tecnología de impresión 3D a nanoescala del mundo, logró imprimir rejillas de difracción de nanocables de alta densidad con un nuevo enfoque llamado "impresión lateral".Esto se hace moviendo la boquilla de impresión 3D como si estuviera cosiendo para imprimir la forma del puente (﹇).

Se espera que la rejilla de difracción demostrada se utilice en una variedad de aplicaciones de visualización avanzadas. Teniendo en cuenta la transparencia de la propia rejilla de difracción, se puede utilizar en una variedad de pantallas transparentes futuras, como ventanas inteligentes, espejos y pantallas frontales en automóviles. También hay muchas aplicaciones para esta tecnología en dispositivos AR que ya utilizan rejillas de difracción como componente clave. Además, las rejillas de difracción se pueden diseñar para emitir diferentes colores dependiendo de su deformación, lo que hace que la tecnología sea utilizable en ingeniería mecánica y aplicaciones biomédicas donde se requiere la detección de deformaciones, y la propia rejilla de difracción se puede utilizar en una variedad de investigaciones de física óptica.

El Dr. Jaeyeon Pyo de KERI dijo que esta es "la primera tecnología de impresión 3D del mundo que implementa con precisión el color estructural deseado en la ubicación deseada sin restricciones en el material o la forma del sustrato". Añadió que esta tecnología podrá superar las limitaciones formuladas del 'factor de forma' de los dispositivos de visualización y lograr la diversificación de formas.

La investigación fue reconocida por su excelencia ypublicado como artículo de portada en ACS Nano, una revista SCI de primer nivel en ciencia de materiales publicada por la American Chemical Society.El Factor de Impacto JCR, que mide el impacto de una revista, es de 17.100, lo que la sitúa en el 5,7% superior de su campo.

KERI, que ha completado la solicitud de patente de la tecnología original, espera que este logro reciba mucha atención por parte de las empresas relacionadas con las pantallas y planea promover la transferencia de tecnología identificando empresas que necesiten esta tecnología.

Mientras tanto, KERI es un instituto de investigación financiado por el gobierno dependiente del Consejo Nacional de Investigación en Ciencia y Tecnología del Ministerio de Ciencia y TIC. Esta investigación se desarrolló a través del proyecto básico de KERI, 'Desarrollo de tecnología de impresión 4D para dispositivos integrados de circuitos/carcasas'. El Dr. Jaeyeon Pyo también es profesor asociado adjunto en la Universidad de Ciencia y Tecnología (UST).

ACS Nano

10.1021/acsnano.3c02236

Impresión tridimensional de color estructural utilizando un menisco femtolitro

25-jul-2023

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