Красители и пигменты поглощают и отражают определенные длины волн видимого света, в результате чего они выглядят того же цвета, что и отраженный свет. Напротив, структурные цвета не поглощают свет, а вместо этого отражают его от микроскопических структур, таких как чешуя на крыле бабочки. Длины волн отраженного света зависят от ориентации объекта и угла зрения зрителя, вызывая мерцающий, изменяющий цвет эффект радужной оболочки.
Ранее ученые обнаружили, что они могут создавать не радужные структурные цвета, отражая свет от менее упорядоченных микроструктур, но их методы имеют практические ограничения. Дунпэн Ян, Шаомин Хуанг и его коллеги из Технологического университета Гуандун хотели разработать быстрый и простой способ получения не переливающихся структурных цветов, которые можно было бы использовать в цветной печати и для раскрашивания 3D-объектов.
В своем новом методе исследователи покрыли сферические частицы кремнезема тонкой оболочкой из наночастиц оксида железа (Fe3O4).
Затем они поместили раствор частиц на поверхность и нагрели образцы, чтобы быстро испарить жидкость. Полученная пленка содержала плотно упакованные частицы, в которых отсутствовал дальний порядок, необходимый для иридесценции. В результате поверхности выглядели одного цвета независимо от угла зрения.
Цвет можно контролировать с помощью частиц кремнезема разного размера. Команда показала, что они могут печатать текст и изображения, а также покрывать 3D-объект (игрушечного динозавра) цветами.