2023年8月10日，據(jù)資源庫了解，全球首個適用于透明顯示器和增強現(xiàn)實（AR）設(shè)備的3D打印技術(shù)已被研發(fā)出來，實現(xiàn)了類似變色龍改變膚色或孔雀美麗羽毛變色的物理現(xiàn)象。

納米光子3D打印機用于制造先進(jìn)顯示器的衍射光柵，圖片來自：韓國電工研究院

韓國電子與通信研究院（KERI）的Jaeyeon Pyo博士團(tuán)隊，基于"納米級3D打印技術(shù)"成功實現(xiàn)了能夠精確控制光路的三維衍射光柵。這一創(chuàng)新技術(shù)利用自然界中的結(jié)構(gòu)色原理，實現(xiàn)了先進(jìn)的顯示技術(shù)。該研究成果已被選為ACS Nano封面文章。

當(dāng)光線遇到微觀結(jié)構(gòu)，其波長級別通常相當(dāng)于人類頭發(fā)厚度的1/100到1/1000，會發(fā)生衍射現(xiàn)象并改變光線路徑。當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)規(guī)則排列時，特定波長的光線會因衍射而反射，產(chǎn)生獨特的“結(jié)構(gòu)色”。例如，在自然界中，變色龍的膚色不是由多種色素的混合物引起的，相反，它來自皮膚表層微觀結(jié)構(gòu)的變化，從而導(dǎo)致不同結(jié)構(gòu)色的產(chǎn)生。同樣，孔雀羽毛中美麗的顏色也是其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)特定排列的結(jié)果。

KERI的成就是實現(xiàn)了“衍射光柵”的納米級3D打印，它可以精確控制結(jié)構(gòu)顏色。衍射光柵是一種具有規(guī)則排列的微觀結(jié)構(gòu)的裝置，用于控制光的衍射。當(dāng)光線照射在其上時，光線會根據(jù)波長以不同的路徑反射，從而產(chǎn)生特定的結(jié)構(gòu)顏色或光譜。換句話說，通過該3D打印技術(shù)，可以精確控制光線而無需染料即可實現(xiàn)生動的著色。

為了控制波長只有人類頭發(fā)粗細(xì)1/1000的光的衍射，需要極其精細(xì)的衍射光柵。KERI運用世界領(lǐng)先的納米級3D打印技術(shù)，通過一種稱為“橫向打印”的新方法，成功打印了高密度的納米線衍射光柵。這一過程類似于縫紉，通過移動3D打印噴嘴，以打印橋梁狀結(jié)構(gòu)。

KERI的納米級結(jié)構(gòu)著色3D打印技術(shù)作為ACS Nano的封面文章發(fā)布，圖片來自：韓國電工研究院

該衍射光柵還有望用于各種高級顯示應(yīng)用。比如考慮到衍射光柵本身的透明度，它可以用于未來的各種透明顯示器，例如智能汽車窗戶、鏡子和平視顯示器。這項技術(shù)還可以在已經(jīng)利用衍射光柵作為關(guān)鍵組件的AR設(shè)備中也有許多應(yīng)用。此外，衍射光柵可以根據(jù)其形變發(fā)出不同顏色的光，因此可用于需要形變檢測的機械工程和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并且衍射光柵本身可用于各種光學(xué)物理研究。

KERI的Jaeyeon Pyo博士表示，這是“世界上第一個能夠在所需位置精確實現(xiàn)特定結(jié)構(gòu)顏色的3D打印技術(shù)，而不受基材材料或形狀的限制。這項技術(shù)將能夠克服顯示設(shè)備的固定“外形”的限制，，帶來形狀的多樣性。“

KERI已經(jīng)申請了這項原創(chuàng)技術(shù)的專利，預(yù)計該成果將引起顯示技術(shù)相關(guān)企業(yè)的廣泛關(guān)注。他們計劃通過確定需要這項技術(shù)的企業(yè)來推動技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

注：本文由資源庫編譯，原文來自phys.org，原標(biāo)題為“3D printing technology achieves precision light control for structural coloration”。

2023年8月10日，據(jù)資源庫了解，全球首個適用于透明顯示器和增強現(xiàn)實（AR）設(shè)備的3D打印技術(shù)已被研發(fā)出來，實現(xiàn)了類似變色龍改變膚色或孔雀美麗羽毛變色的物理現(xiàn)象。

納米光子3D打印機用于制造先進(jìn)顯示器的衍射光柵，圖片來自：韓國電工研究院

韓國電子與通信研究院（KERI）的Jaeyeon Pyo博士團(tuán)隊，基于"納米級3D打印技術(shù)"成功實現(xiàn)了能夠精確控制光路的三維衍射光柵。這一創(chuàng)新技術(shù)利用自然界中的結(jié)構(gòu)色原理，實現(xiàn)了先進(jìn)的顯示技術(shù)。該研究成果已被選為ACS Nano封面文章。

當(dāng)光線遇到微觀結(jié)構(gòu)，其波長級別通常相當(dāng)于人類頭發(fā)厚度的1/100到1/1000，會發(fā)生衍射現(xiàn)象并改變光線路徑。當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)規(guī)則排列時，特定波長的光線會因衍射而反射，產(chǎn)生獨特的“結(jié)構(gòu)色”。例如，在自然界中，變色龍的膚色不是由多種色素的混合物引起的，相反，它來自皮膚表層微觀結(jié)構(gòu)的變化，從而導(dǎo)致不同結(jié)構(gòu)色的產(chǎn)生。同樣，孔雀羽毛中美麗的顏色也是其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)特定排列的結(jié)果。

KERI的成就是實現(xiàn)了“衍射光柵”的納米級3D打印，它可以精確控制結(jié)構(gòu)顏色。衍射光柵是一種具有規(guī)則排列的微觀結(jié)構(gòu)的裝置，用于控制光的衍射。當(dāng)光線照射在其上時，光線會根據(jù)波長以不同的路徑反射，從而產(chǎn)生特定的結(jié)構(gòu)顏色或光譜。換句話說，通過該3D打印技術(shù)，可以精確控制光線而無需染料即可實現(xiàn)生動的著色。

為了控制波長只有人類頭發(fā)粗細(xì)1/1000的光的衍射，需要極其精細(xì)的衍射光柵。KERI運用世界領(lǐng)先的納米級3D打印技術(shù)，通過一種稱為“橫向打印”的新方法，成功打印了高密度的納米線衍射光柵。這一過程類似于縫紉，通過移動3D打印噴嘴，以打印橋梁狀結(jié)構(gòu)。

KERI的納米級結(jié)構(gòu)著色3D打印技術(shù)作為ACS Nano的封面文章發(fā)布，圖片來自：韓國電工研究院

該衍射光柵還有望用于各種高級顯示應(yīng)用。比如考慮到衍射光柵本身的透明度，它可以用于未來的各種透明顯示器，例如智能汽車窗戶、鏡子和平視顯示器。這項技術(shù)還可以在已經(jīng)利用衍射光柵作為關(guān)鍵組件的AR設(shè)備中也有許多應(yīng)用。此外，衍射光柵可以根據(jù)其形變發(fā)出不同顏色的光，因此可用于需要形變檢測的機械工程和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并且衍射光柵本身可用于各種光學(xué)物理研究。

KERI的Jaeyeon Pyo博士表示，這是“世界上第一個能夠在所需位置精確實現(xiàn)特定結(jié)構(gòu)顏色的3D打印技術(shù)，而不受基材材料或形狀的限制。這項技術(shù)將能夠克服顯示設(shè)備的固定“外形”的限制，，帶來形狀的多樣性。“

KERI已經(jīng)申請了這項原創(chuàng)技術(shù)的專利，預(yù)計該成果將引起顯示技術(shù)相關(guān)企業(yè)的廣泛關(guān)注。他們計劃通過確定需要這項技術(shù)的企業(yè)來推動技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

注：本文由資源庫編譯，原文來自phys.org，原標(biāo)題為“3D printing technology achieves precision light control for structural coloration”。