เทคนิคใหม่จากสิงคโปร์ทำภาพสีไม่ใช้หมึกคมชัดกว่าเลเซอร์เจ็ท

นักวิจัยสิงคโปร์ ได้แรงบันดาลใจจากกระจกสีตกแต่งหน้าต่าง ใช้นาโนเทคโลยีทำภาพโดยไม่ใช้หมึกได้หลากสีและคมชัดกว่าเครื่องพิมพ์เลเซอร์เจ็ท สามารถประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ทั้งจอภาพสีสะท้อนแสง ภาพป้องกันการปลอมแปลง หรือการบันทึกข้อมูลเชิงแสงความละเอียดสูง

นักวิจัยจากสถาบันวิจัยและวิศวกรรมวัสดุ (Institute of Materials Research and Engineering: IMRE) สำนักงานวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและการวิจัย (Agency for Science, Technology and Research) หรือเอ*สตาร์ (A*STAR) สิงคโปร์ ได้พัฒนาวิธีสร้างภาพสีที่คมชัดหลากสีถึง 100,000 จุดต่อนิ้ว (dpi) โดย Phys.org เผยว่า ทีมวิจัยได้ใช้ชิ้นโลหะตัดแปะที่มีโครงสร้างเล็กขนาดนาโนเมตร สร้างภาพสีขึ้นมาโดยไม่ใช้หมึกหรือสีย้อม

ขณะที่อุตสาหกรรมเครื่องพิมพ์ปัจจุบันทั้งระบบอิงค์เจ็ทและเลเซอร์เจ็ทสร้างภาพที่มีรายละเอียดสูงสุดเพียงแค่ 10,000 dpi ส่วนเทคนิคในระดับวิจัยให้ภาพสีย้อมได้เพียงสีเดียวเท่านั้น

นวัตกรรมใหม่นี้ทลายกฎการสร้างสีที่อิงเฉพาะหมึกอย่างเดียวไปสู่การใช้วัตถุการพิมพ์บนแผ่นเรียบแทน ซึ่งมีศักยภาพพอที่จะปฏิวัติวิธีการพิมพ์ภาพ และสามารถพัฒนาไปสู่การใช้ในจอภาพสีสะท้อนแสงที่มีความละเอียดสูง รวมถึงอุปกรณ์เก็บข้อมูลเชิงแสงที่มีความจุสูง

แรงบันดาลใจของงานวิจัยนี้ Phys.org ระบุว่า มาจากกระจกสีตกแต่งหน้าต่าง ซึ่งมีวิธีการผลิตด้วยการผสมเศษโลหะชิ้นเล็กชิ้นน้อยเข้าไปในแก้ว และมีการค้นพบว่าเศษโลหะเหล่านั้นจะกระเจิงแสงผ่านแก้ว แล้วทำให้กระจกสีตกแต่งนั้นเกิดสีต่างๆ ขึ้น

ด้วยแนวคิดเดียวกับการทำกระจกสีดังกล่าวผสานนาโนเทคโนโลยีอันทันสมัย ทำให้นักวิจัยกำหนดรูปแบบของโครงสร้างโลหะระดับนาโนได้อย่างแม่นยำ แล้วออกแบบพื้นผิวโลหะเพื่อสะท้อนแสงให้ได้ภาพสีออกมา และได้ตีพิมพ์ผลงานเผยแพร่ลงวารสารเนเจอร์นาโนเทคโนโลยี (Nature Nanotechnology)

“ความละเอียดของภาพสีที่พิมพ์ออกมานั้นขึ้นอยู่ขนาดและช่องว่างระหว่าง “นาโนดอท” (nanodot) ของสีแต่ละจุด ยิ่งแต่ละจุดใกล้กันมากเท่าไร ความละเอียดของภาพก็ยิ่งสูงขึ้น และด้วยความสามารถที่สามารถกำหนดจุดสีขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำ ทำให้เราสาธิตการพิมพ์ภาพสีที่มีความละเอียดสูงสุดตามทฤษฎีได้ถึง 100,000 dpi” ดร.คาร์ธิก คูมาร์ (Dr.Karthik Kumar) หนึ่งในทีมวิจัยหลักอธิบายถึงการทำงาน

นอกจากนี้ ดร.โจเอล หยาง (Dr.Joel Yang) หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่าแทนที่จะใช้สีย้อมที่แตกต่างกันเพื่อสร้างสีต่างๆ นั้น ทีมวิจัยได้อาศัยการใส่รหัสข้อมูลสีเป็นขนาดและตำแหน่งของแผ่นโลหะเล็กๆ ซึ่งแผ่นโลหะเหล่านั้นจะทำอันตรกริยากับแสงผ่านปรากฏการณ์ “พลาสมารีโซแนนซ์” (plasmon resonance)

“ทีมวิจัยได้สร้างฐานข้อมูลของสีที่สัมพันธ์กับรูปแบบ ขนาดและพื้นที่ของโครงสร้างนาโนอันจำเพาะ ซึ่งโครงสร้างนาโนเหล่านั้นจะถูกจัดตำแหน่งตามลักษณะเฉพาะเหล่านั้น คล้ายภาพวาดสำหรับเด็กที่กำหนดสีด้วยตัวเลข ซึ่งขนาดและตำแหน่งของโครงสร้างนาโนนี้ก็คือ “ตัวเลข” ในการกำหนดสีนั่นเอง” ดร.หยางกล่าว และบอกว่าแทนที่จะให้สีด้วยหมึกสีต่างกัน ก็ใช้วิธีวางตำแหน่งแผ่นโลหะซึ่งจะปรากฏสีตามรหัสที่กำหนดไว้

สำหรับงานนี้นักวิจัยจาก IMRE ยังมีความร่วมมือกับนักวิจัยสถาบันคอมพิวเตร์สมรรถนะสูง (Institute of High Performance Computing: IHPC) จากเอ*สตาร์เช่นเดียวกัน เพื่อออกแบบรูปแบบแผ่นโลหะโดยใช้คอมพิวเตอร์เพื่อสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์และสร้างแบบจำลอง และตอนนี้ทีมวิจัยกำลังทำงานร่วมกับบริษัทเอกซ์พลอยท์เทคโนโลจีส์พีทีอี (Exploit Technologies Pte Ltd: ETPL) ซึ่งเป็นบริษัทสำหรับถ่ายทอดเทคโนโลยีของสำนักงานวิทยาศาสตร์สิงคโปร์