Команда исследователей из университета Мельбурна разработала краску, сделанную из наночастиц металла — плазмонных пикселей, которая никогда не выцветет на солнце.

James et al. (c)2016 American Chemical Society
the Art Gallery of New South Wales
Первый кадр — изображение, полученное в университете Мельбурна. Его длина — 1,5 см

Плазмонный пиксель — это очень маленький кусочек металла. В любом металле много очень подвижных электронов, и когда свет действует на наночастицу металла, энергия фотонов несколько смещает электроны от их ядер, на короткое время создавая отрицательный и положительный полюса. Силы кулоновского притяжения возвращают электроны на место. Процесс этот повторяется бесчисленное число раз и называется плазмонным резонансом. Он заставляет наночастицы (и материал, сделанный из них) поглощать электромагнитные волны с определенными характеристиками — за счет этого материал из плазмонных пикселей приобретает видимый глазу цвет.

Плазмонные пиксели изобретены не вчера, однако их использование в качестве окрашивающего вещества до сих пор сталкивалось с рядом трудности — в частности, количество доступных цветов было ограничено, а также не существовало способа задать пикселю постоянный конкретный цвет.

Новый формат плазмонного пикселя позволяет создавать более 2000 цветов и оттенков. Ученые использовали крошечные антенны из алюминия: расстояние между ними задает насыщенность цвета, а оттенок определяется длиной антенны. С размером тоже все налаживается: удалось сделать картинку размером 1,5*1,5 см — это намного больше, чем подобные техники позволяли ранее. А разрешение изображения так велико, что человеческий глаз не может увидеть расстояния между пикселями.

Вечной краской на основе плазмонных пикселей можно красить машины, здания и другие большие поверхности.