til-den-med-16.html
vb 504544 DTU bog
17 / 54
der
ved også hvilke typer strukturelle farver man kan
lave. som allerede nævnt, fremkommer sommerfuglens farver som følge af lagdelte 3d-strukturer. disse kan ikke skabes i en sprøjtestøbeproces, da det
ikke vil være muligt at frigøre strukturerne fra formen. derved kan man ikke blot kopiere sommerfuglen. for at kunne opskalere processen skal strukturerne kunne frigøre sig fra formen. farver kan kun baseres på changerende diffraktionseffekter denne geometriske industrielle begrænsning har vist sig at være meget problematisk i forhold til at fremstille farver, der er ua?ængig af observationsvinkel i ren plastik. farver kan kun baseres på changende diffraktionseffekter, hvor farven ændrer sig når observationsvinklen ændrer sig, som det for eksempel ses når man holder en cd eller en dvd op i lyset. e?er intensive studier, har det vist sig særdeles udfordrende at skabe kontrastfyldte vinkel- robuste farver i ren plastik baseret på sprøjtestøbning. derfor har vi udviklet en metode, der muliggør vinkel- ua?ængige strukturelle farver i masseproducerede plastikprodukter ved hjælp af en tynd metalfilm, såkaldte plasmonfarver. først støbes en plastikoverflade, som består af søjler arrangeret i en gitterstruktur. dere?er pådampes et ultratyndt lag aluminium (20 nm). når metallet pådampes på den rigtige måde, lægger der sig en lille aluminiumdisk på toppen af hver plastiksøjle. derudover dannes der aluminum i bunden som en kontinuerlig film. aluminiums-diskene på overfladen gør det muligt at skabe såkaldte lokaliserede overfladeplasmoner. man kan designe hvilke bølgelængder, der skal absorberes det er svingninger, der opstår, når lyset interagerer med de frie elektroner i metallet. lysets elektromagnetiske felt og elektronerne kobles således, at der overføres energi til elektronerne, som derved sættes i bevægelse. for en konstant diskdiameter vil nogle bølgelængder koble kra?igt til elektronerne og lyset absorberes, mens andre vil koble svagere. på den måde kan man designe hvilke bølgelængder der skal absorberes og hvilke der skal reflekteres fra overfladen. søjlernes diameter og periode afgør overfladens farve og det er derved teoretisk muligt at lave et stort udvalg af forskellige farver. overfladen kan gøres robust overfor fedtede fingre fra et eksperimentelt perspektiv har vi siden e?ervist, at det er muligt at lave søjler med diametre 50-150 nm i relevante plastikmaterialer. den varierende diameter af søjlerne fører e?er pådampning til metaldiske med tilsvarende variation, hvilket i sidste ende fører til forskellige farver af hvert område. man kan lave store sammenhængende områder, hvor diskene har samme størrelse for at få en konstant farve, eller man kan variere diameteren i et bestemt mønster for at dekorere overfladen. i forhold til vinkela?ængighed har vi målt og observeret at farverne i et stort vinkel- interval forbliver konstante. derudover har vi vist, at overfladen kan gøres robust overfor fedtede fingre og slid ved at påføre en beskyttelsescoating ovenpå metallet. ved at optimere det samlede systems optiske egenskaber, er det muligt at lave overflader som fungerer i almindelige lysmiljøer og som kan tåle dagligdagsbrug. det kræver stor kotrol over sprøjtestøbeprocessen e?er flere års arbejde er således lykkedes at udvikle strukturelle farver til plastikprodukter baseret på en platform, som består af en nano-struktureret plastik- overflade, et tyndt lag af aluminium og en coating til at beskytte overfladen. med disse tre materialer kan man lave mange forskellige farver hvor traditionel farvning kræver et nyt farvestof for hver farve. mængden af aluminum, der skal bruges, er så lille, at det vil have ringe indflydelse på plastikkens egenskaber ved omsmeltning, og hvis man kan finde en coating, der kan genbruges sammen med den originale plastik, er man næsten i mål. der er dog stadig teknologiske udfordringer på vejen frem mod masseproduktion. blandt andet kræver det stor kontrol over sprøjtestøbeprocessen for at kunne replikkere nano-strukturerne i en kvalitet der leder til den ønskede effekt. men hvis de teknologiske udfor- dringer overkommes kan fremtidens plastikoverflader være farvet med plasmoniske strukturelle farver. plasmonfarverne er klar. figur 4: strukturer med 3 forskellige diametre er brugt til at printe et dtu logo. det er illustreret hvordan overfladen på mikro skala består af den fabrikerede struktur der er ansvarlig for farven. elektronmikroskopibilledet til højre viser overfladen set fra 15 grader over horisonten. 17 sådan giver man plastic farve ? uden pigment
fra-mod-volumenmarkedet-18.html