Zatím nejdokonalejší tisk na světě vznikl v singapurském institutu IMRE bez použití inkoustu a barev. Kdyby byl ještě o trochu jemnější, byl by výrazně menší než vlnová délka viditelného světla, tedy vlastně neviditelný. Nepomohlo by ani sebedelší ostření sebelepším optickým mikroskopem.
Nový postup vědci popsali v časopise Nature Nanotechnology (přístup jen pro předplatitele). Hlavním autorem studie je Joel Jang.
O výčnělcích a barvách
Vlastně jde spíše o rytinu než o tisk. Rekordní obrázek tvoří pokovená skleněná deska pokrytá mikroskopickými válcovitými výčnělky o různých velikostech.
Rekordní "tisk" ve schematickém průřezu. Dole (modrá vrstva) je skleněná podložka. Na ní stojí tyčinky také ze sloučeniny křemíku. Na celý povrch se pak nanáší ještě dvě kovové vrstvy, které zajišťují odraz světla a vhodné optické vlastnosti.
Výčnělky mají od 30 do 120 nanometrů (miliardtin metru). Stejně malé jsou i rozestupy mezi nimi. Jedna kostička se čtyřmi nebo devíti výčnělky představuje jeden pixel (tj. rozlišitelný bod). Jeho barvu určují pouze rozměry a vzájemná vzdálenost výčnělků.
Fakt, že malé částečky kovu dodávají materiálu zajímavé světelné vlastnosti, je známý už dlouho. Stejného jevu využívali už staří skláři. Tak vznikala například barevná skla ve vitrážích katedrál.
Je to dáno tím, že v některých materiálech, třeba stříbře nebo zlatě, jsou elektrony velmi pohyblivé. I po tak drobné události, jako je dopad fotonu, vzniknou na povrchu "vlny" vyvolané reakcí elektronů (tzv. povrchové plazmony).
Co přesně se stane, záleží na tom, jak daleko vlna může putovat. S použitím hudební analogie si můžeme drobné částečky (v našem případě kokové výčnělky na povrchu "tisku") představit jako struny. Jejich velikost přitom určí, na fotony jaké vlnové délky (tedy i barvy) jsou naladěny.
Kolik to je DPI?Kvalitní tisk singapurských vědců je samozřejmě podstatně kvalitnější, než většina nás v běžném životě potřebuje. Při tisku obrázku jen málokdy využijete rozlišení nad 300 DPI. Údaj DPI říká, kolik pixelů, tedy obrazových bodů, se vejde do délky jednoho palce, tj. 2,54 centimetru. U novin stačí kvalita jen přes 200 DPI. Dostat se můžete až na zhruba 10 000 DPI, ale výsledný obrázek v tom případě bude nejspíše černobílý. Nový postup už ukázal, že dokáže vytvořit rozlišení 100 000 DPI. |
Částice jednoho rozměru "zahrají" zeleně, jiné červeně atd. Podrobnější vysvětlení tohoto jevu si můžete přečíst například v blogu Milana Petříčka.
Na hranici možností
Starý princip přenesl Jang se svým týmem do nové doby. Na rozdíl od starých sklářů vytváří nejen barevné plochy, ale díky přesnému opracování v mikroskopických rozměrech dodává jednomu kovovému povrchu celou škálu barev. Tak přesné opracování by ještě nedávno nebylo možné. A ani dnes to nejde bez dobrého laboratorního vybavení a dostatečných zkušenosti.
Už by ale bylo možné vytvořit "tisk" ještě o něco menších rozměrů. Ale to by pro tento účel postrádalo smysl. Optický obraz má totiž své limity: pod jistou hranici od sebe dva předměty jednoduše nepoznáte, budou splývat. Stane se to ve chvíli, kdy vzdálenost mezi nimi je menší než polovina vlnové délky použitého světla.
Menší pixely než ty použité v obrázku Lenna se už nevyplácí vytvářet, i když je to technologicky možné. Jak ukazuje tento snímek, pokud jsou jednotlivé body příliš blízko u sebe, pod optickým mikroskopem (vlevo) už je od sebe nelze přesně rozlišit.
Člověkem viditelné barvy mají vlnovou délku v poměrně širokém rozmezí kolem 500 nanometrů. Viditelné světlo tak "nezobrazí" předměty, které si jsou blíže než polovina této vzdálenosti, tj. 250 nanometrů. Právě to je tedy rozměr pixelu singapurských vědců. Na menší by se nikdy nedalo zaostřit.
Ani v tomto rozměru ovšem jednotlivé body pouhým okem neoceníme. Ani lidé s velmi ostrým zrakem neuvidí předměty větší než zhruba několika desítek mikrometrů. To je zhruba rozměr celého obrázku, o němž zde píšeme. Ten měřil 50 × 50 mikrometrů. Nový tisk má jednotlivé barevné body zhruba stokrát menší.
Nic pro amatéry
Noviny se tímto způsobem asi nikdy tisknout nebudou, ale technologie může najít svoje využití. Sami autoři jsou optimisté. Podali si patentovou přihlášku, která není zadarmo, a doufají, že se uchytí, například při tisku cenin. Zajímavé by mohlo být i využití u barevných filtrů nebo velmi trvanlivého datového média.
Pokud singapurští vědci (nebo kupec patentu) zkusí to druhé, stanou se dost možná přímými konkurenty Čechů. Právě u nás už totiž probíhá výroba trvanlivých DVD, která na rozdíl od těch běžných nejsou z organického materiálu (více v našem článku o výrobě "160letých" disků).
Potíž je, že v takto malých rozměrech se nic nevyrábí jednoduše, a tedy ani levně. Skleněná destička i výčnělky musí být vyrobeny s ohromnou přesností. Výhodou zase je, že stačí připravit jen jeden vzor, podle kterého by pak mělo být možné odlévat celé série obrázků.
