俄罗斯ITMO大学的研究人员创造了A"激光画笔"能够在金属帆布上创建局部颜色,使用它们的方法创建各种艺术作品的小型化复制品 - 包括Vincent van Gogh'是繁星之夜。它们的技术甚至可以改变或擦除或重写颜色几次。他们描述了他们在刊载于期刊OPTICA的新文件中。
传统的涂料从各种颜料中获得颜色(通常来自矿物质),但本质上有很多结构颜色的例子,如蝴蝶翅膀的鲜艳色彩。当我们之前报道的那样,那些颜色不来自颜料分子,而是从翅膀的结构方式。几丁质(昆虫共同的多糖)的鳞片布置成屋顶瓦片。基本上,它们形成衍射光栅,除了这些自然发生的光子晶体,仅产生某些颜色,或光的光,而衍射光栅将产生整个光谱,就像棱镜一样。通过改变瓦片的尺寸来改变结构,并且晶体对不同波长变敏感。并且对颜色的感知不会取决于视角。
Manmade"纳米玻璃"也可用于产生结构颜色,例如,通过用白光照射纳米池阵列,以产生特定颜色(红色,蓝色和绿灯),只需改变纳米玻璃的尺寸(宽度)。事实上,去年,科学家们在国家科学与技术研究所(NIST)使用了数百万纳米米的阵列来控制入射光的颜色和强度,投射了约翰内斯威尔梅尔的忠实繁殖' S的女孩珍珠耳环作为概念证明。
喜欢上述"纳米绘画,"这种新的激光画笔是另一种形式的结构颜色,由两个不同波的干扰从白光的影响产生:一个从加热期间在金属上形成的非常薄的金属氧化物膜的顶部反射,另一个反射从钛帆布的金属表面。 "取决于这种薄膜的厚度,具有不同波长的波浪干扰,所以我们可以看到不同的颜色,"联合作用Yaroslava Andreeva告诉Ars。例如,"增加厚度,可以看到黄色,橙色,红色,紫色和蓝色连续。"
创造这些薄膜的技巧在于将金属加热至氧化点高于温度;它不同的金属不同的'通常大约是金属的一半,熔点温度。科学家们对指定的时间来进行氧化,这取决于它们希望最终膜的厚度和氧化膜将形成为金属冷却。冷却时间越长,所得到的薄膜越厚。 ITMO团队使用激光器,以及电流扫描仪,因为它使它们更好地控制不仅在温度上,而是在时间持续时间内,从而产生精确地为所需颜色的所需厚度的薄膜。
纳秒YTTerbium激光器' S扫描速度与冷却时间相关联:更快的扫描意味着金属冷却得更快,而较慢的扫描速度对应于较慢的冷却时间。 "我们处理材料的速度越快,我们加热的较薄层和温度较高的温度梯度发生在[表面和体积之间],"说Andreeva。 "所以来自表面的热量可以扩散到体积中,表面冷却得更快。"
它基本上类似于所谓的和#34; MPEMBA效果,“热水冻结得比冷淡或冷水更快。 (' s以1963年为坦桑尼亚的一名小学生而命名,他注意到他的自制冰淇淋比他的同学&#39更快;如果他在放置之前冷却煮熟的牛奶,批次在冰箱里。物理学家仍然热烈辩论潜在的机制。)
目前的研究脱离了团队和#39;先前的研究,它使用激光器在其播种的钛上产生不同的颜色,以及不锈钢表面,这被证明对环境和化学的影响非常耐药,无需特殊存储要求。 "我们想做的不仅仅是提供一种宽敞的颜色调色板,"该联合作者Galina Odintsova表示。 "因此,我们努力创建一个方便的工具,以便更像艺术家' s刷子。增加激光加热范围足以产生蒸发过程使我们的色彩笔画可逆,可重写,可擦除和更高效。我们的标记速度比以前报告的速度快10倍。"
他们能够在所有的各种颜色中创造九种不同颜色,也能以更快的扫描速率擦除或改变具有激光器的第二次通过的颜色。根据Andreeva的说法,颜色变化是先前氧化物层蒸发和随后的再氧化的结果,产生不同厚度的新层,从而产生新的颜色。
"通过这种方法,艺术家可以创造微型艺术,该艺术不仅通过形状和颜色传达了复杂的含义,而且还通过各种激光诱导的表面上的微观结构,"主席上述了联合作者和研究团队领导者Vadim Veiko。除了3 x 2英寸版的繁星之夜,该团队使用其技术在各种风格 - 流行艺术,极简主义和抽象艺术风格中创建自己的原始艺术品,并受其他艺术家的工作。
最终,Veiko等。我想生产一种基于激光画笔系统的手持工具,可能为更多的光学效应添加先进的纳米结构和混合材料。 "我们希望激光绘画将吸引现代艺术家的注意力,并导致创造完全新的艺术品,"说Andreeva。 "该方法也可用于现代设计,并在各种产品上创建颜色标记。"