Farbdruck erreicht ultimative Auflösung

Wissenschaftler am Institute of Materials Research and Engineering der Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) in Singapur haben ein Verfahren entwickelt, das Farbdruck mit der höchsten theoretisch möglichen Auflösung erlaubt. Statt auf Tinten setzen sie dabei auf metallische Nanostrukturen, um 100.000 DPI (Dot per Inch) zu erreichen – ein Wert, der aufgrund der Lichtbeugung nicht überboten werden kann. Der Ansatz hat den Forschern zufolge auch in ganz anderen Bereichen Potenzial, etwa bei optischen Speichermedien.

Scheibchen am Limit

Der deutsche Physiker Ernst Abbe hat 1873 seine Theorie der optischen Auflösungsgrenze veröffentlicht, die bis heute gilt. Demnach können aufgrund der Lichtbeugung zwei Objekte nur dann unterschieden werden, wenn sie mindestens eine halbe Wellenlänge voneinander entfernt sind. Im optischen Bereich bedeutet das einen Abstand von etwa 250 Nanometern – für den Druck also der Mindestabstand zweier Bildpunkte.

Das entspricht eben jenen 100.000 DPI, die das Team aus Singapur nun erreicht hat. Das ist eine zehnmal höhere Auflösung als bei hochklassigen Tintenstrahl- oder Laserdruckern.

Möglich macht das ein neuartiger Ansatz. „Anstatt verschiedene Farbstoffe zu verwenden, haben wir die Farbinformation in der Größe und Position winziger Metallscheiben gespeichert. Diese Scheiben interagieren durch das Phänomen der Plasmonenresonanz mit Licht“, erklärt Teamleiter Joel Kwang. Mehrere Scheiben der richtigen Größe und Anordnung ergeben so einen Bildpunkt bestimmter Farbe, ein Bild besteht dann aus einer Vielzahl dieser nanostrukturierten Pixel.

Drucken und mehr

Die Forscher haben ihren Ansatz, der aktuell im Magazin Nature Nanotechnology http://nature.com/nnano vorgestellt wird, zum Patent angemeldet. Laut A*STAR wird derzeit nach möglichen Partnern und Lizenznehmern für die Verwertung der Technologie gesucht. Dabei ist der Farbdruck mit höchster Auflösung ein Thema, doch ortet das Team diverse andere mögliche Anwendungen.

Das umfasst beispielsweise die Nutzung als eine Art Nano-Wasserzeichen und somit Sicherheitsmerkmal, die Herstellung von Farbfiltern oder neuartige reflektive Displays. Zudem könnten derartige Nanostrukturen für extrem hohe Datendichten bei DVD-ähnlichen Speichermedien sorgen.