Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleinstes Farbbild der Welt

15.12.2015

Forscher der ETH Zürich und des ETH-Spin-offs Scrona können sich bei Guinness World Records Limited eintragen lassen: Sie haben das kleinste Inkjet-Farbbild der Welt gedruckt. Diesen Rekord erzielten sie mit einer neuen 3D-Nanodruck-Technologie, die an der ETH Zürich entwickelt wurde und von Scrona kommerzialisiert wird.

Das ausgedruckte Bild misst gerade mal 0,0092 Quadratmillimeter und hat Seitenlängen von 80 respektive 115 Mikrometern. Dies entspricht der Schnittfläche eines menschlichen Haares oder der Grösse eines einzelnen Pixels eines Retina-Bildschirms von Apple. «Dieses Bild ist so winzig, dass es von blossem Auge nicht mehr sichtbar ist», sagt der ehemalige ETH-Forscher und Scrona-Mitgründer Patrick Galliker, der bei Professor Dimos Poulikakos doktorierte und noch immer mit dessen Institut assoziiert ist. Damit unabhängige, von Guinness World Records Limited verifizierte Experten das Mikrobild sehen konnten, mussten sie ein spezielles Mikroskop verwenden.


Nemo im Mikroformat: Das kleinste Inkjet-Farbbild der Welt misst gerade mal so viel wie die Querschnittsfläche eines menschlichen Haars.

Scrona / ETH Zürich

Bild auf Querschnitt eines Haars

Auf dem Bild zu sehen sind Clownfische – Nemo lässt grüssen –, die sich um eine Seeanemone aufhalten. In natura werden die Fische 10 Zentimeter gross. Für das Bild wurden sie um den Faktor 3333 auf eine Grösse von 30 Mikrometer geschrumpft. Dank der verwendeten 24-bit-Farbtiefe (womit über 16 Millionen Farben dargestellt werden können) des Ausdrucks erscheint die Unterwasserszenerie lebensecht und natürlich.

Der Grund für die lebhafte Darstellung sind sogenannte Quanten-Punkte (englisch: Quantum Dots, QD). Dabei handelt es sich um Nanopartikel, die in spezifischen Farben leuchten. Indem die Forscher die Grösse der QD verändern, können sie die Farbe des abgegebenen Lichts nach Wunsch festlegen. Die Farben von Quanten-Punkten leuchten sehr intensiv, weshalb sie derzeit auch vermehrt für die Herstellung von Flachbildschirmen eingesetzt werden.

16 Mio. Farben in Nano-Präzision

Um die Clownfische und ihre Anemone darzustellen, wurden mehrere Lagen von roten, grünen und blauen QDs übereinander gedruckt. Die Auflösung beträgt 25‘000 dpi, der Abstand zwischen zwei Pixeln beträgt damit nur 500 Nanometer. Um die Farbtiefe von 24 bit zu erreichen, musste die Dicke der Schichten mit höchster Präzision im atomaren Bereich festgelegt werden - und das bei jedem einzelnen Pixel.

Bis anhin war es nicht einmal mit modernster Halbleiter-Technik möglich, solche Nanostrukturen, wie sie für diesen Weltrekord erzielt wurden, von derart hoher Präzision zu erschaffen. Das Bild von Scrona und den ETH-Forschern ist deshalb nicht einfach nur ein netter Gag, sondern es ist eine vielversprechende Alternative für die Herstellung von Bildschirmen oder optischen Geräten.

Bis es soweit ist, müssen die Forschenden die Geschwindigkeit des Druckvorgangs verbessern. Das Clownfisch-Bild auszudrucken dauerte mehrere Stunden. «Damit sich industriell interessante Mengen produzieren lassen, müssen wir das Tempo stark erhöhen», sagt Galliker. Scrona hat jedoch in den vergangenen zwei Jahren den Prototyp eines skalierten Druckkopfs entwickelt, auf dem schon jetzt hunderte Düsen funktionstüchtig sind. Ausserdem hat sich der ETH Spin-off soeben mit einem grossen Industriekonsortium für ein EU-Projekt beworben, mit dem er die Skalierung vorantreiben will.

Zusammenarbeit trägt Früchte

Diese 3D-Print-Technologie beruht auf einer Zusammenarbeit zweier Arbeitsgruppen an der ETH Zürich und Scrona. Das Optical Materials Engineering Laboratory von Professor David Norris, Träger des Rössler-Preises 2015, stellte die Quanten-Punkte her. In Dimos Poulikakos‘ Arbeitsgruppe wurde die Print-Technik entwickelt.

Scrona sorgt nun für die Skalierung und Kommerzialisierung der Technologie, sodass sie im grossen Massstab eingesetzt werden kann. Wer sich einen Eindruck von der Technologie verschaffen möchte, dem sei die aktuelle Kickstarter-Kampagne des Spin-offs empfohlen. Dabei kann man sich sein persönliches Mikrobild drucken lassen und erhält dazu ein kreditkartengrosses Mikroskop, um das Bild betrachten zu können.


Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/12/weltrekord...

Peter Rüegg | ETH Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Materialwissenschaft: Widerstand wächst auch im Vakuum
22.06.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Schnell, berührungslos: Dehnungsmessverfahren für thermisch-mechanisch hoch belastete Werkstoffe
20.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie