Óptica sofisticada ficará mais barata: os alemães aprenderam a imprimir espelhos Bragg a jato de tinta

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) foram os primeiros a imprimir espelhos Bragg de alta qualidade usando impressoras a jato de tinta. Isso pode abrir caminho para a fabricação de espelhos digitais personalizados, tornando os sistemas micro e macro-ópticos muito mais baratos e transformando o mundo das câmeras e sensores.

Fonte da imagem: K.I.T.

Tradicionalmente, os refletores Bragg distribuídos multicamadas (DBR), que são amplamente utilizados em câmeras e sensores para fins médicos, industriais e gerais, são fabricados em equipamentos complexos, incluindo deposição de vapor a vácuo. Cientistas alemães desenvolveram uma tecnologia para impressão a jato de tinta DBR camada por camada, que permite imprimir espelhos multicamadas de forma rápida e relativamente barata em praticamente qualquer superfície, mantendo mais de 99% de refletividade.

Os espelhos Bragg podem melhorar tanto a qualidade da microfotografia quanto a eficiência dos painéis solares ou de televisão. A tecnologia proposta é igualmente adequada para imprimir espelhos de tamanho micro e espelhos com área de vários metros quadrados.

«Os espelhos Bragg são feitos depositando várias camadas finas de materiais em um suporte. O espelho óptico resultante reflete especificamente a luz de um determinado comprimento de onda. A refletividade de um espelho de Bragg depende dos materiais, do número de camadas aplicadas e de sua espessura. Até agora, os espelhos Bragg eram produzidos em plantas a vácuo caras. Agora os pesquisadores do KIT são os primeiros a imprimi-los em uma variedade de mídias. Isso facilita muito a produção”, de acordo com um comunicado de imprensa no site do Instituto Karlsruhe.

O maior desafio foi desenvolver tintas adequadas e criar um processo confiável para a produção de várias camadas finas. Os componentes da tinta devem ter propriedades ópticas adequadas e ser solúveis. Além disso, cada camada deve ser o mais uniforme possível para obter uma “pilha” consistente de camadas. A pressão também deve ser controlada com precisão e os resultados devem ser reprodutíveis para garantir excelentes propriedades ópticas e alta refletividade do DBR na produção em massa.

Um avanço foi o uso de uma mistura de dois materiais diferentes como composição “ótica” de tintas: óxido de titânio e polimetilmetacrilato. As nanopartículas selecionadas apresentaram o resultado desejado, permitindo que as tintas fossem mais de 99% refletivas, como os pesquisadores descreveram em um artigo na revista Advanced Materials.