Vorbild Schmetterling: Farbpunkte aus magnetischer Tinte

Forscher erzeugen Farbeffekte mit kontrollierbaren Nanostrukturen, an denen sich das Licht bricht

Bunte Bilder mit magnetische Tinte
Bunte Bilder mit magnetische Tinte

Seoul (Korea)/Riverside (USA) - Schmetterlinge und Pfauen schillern in allen Farben des Regenbogens. Keine biologischen Farbstoffe, sondern filigrane Strukturen auf Flügeln und Federn der Tiere sind dafür verantwortlich, da sie das Sonnenlicht brechen und nur einzelne Farben reflektieren. Auf dem gleichen Prinzip baut eine "Strukturfarbe" auf, die koreanische und amerikanische Forscher nun entwickelt haben. Wie sie mit einer magnetischen Tinte bunte Bilder erzeugen, beschreiben sie in der Fachzeitschrift "Nature Photonics".

"Unsere magnetische Tinte, kurz M-Ink, ist ein Drei-Phasen-System", erklärt Yadong Yin von der University of California in Riverside. Zusammen mit seinen koreanischen Kollegen von der Seoul National University verteilte er superparamagnetische Haufen aus Nanokristallen (CNC) in einem Lösungsmittel. In diese Flüssigkeit vermengten sie zusätzlich ein Harz, das unter UV-Bestrahlung aushärtet.

Über die Stärke eines äußeren Magnetfelds konnten nun die magnetischen Nanokristalle in die gewünschten Strukturen gebracht werden. Dabei richteten sich die Kristalle entlang der magnetischen Feldlinien aus. Je nach Abstand zueinander wird eine andere Wellenlänge des einfallenden Lichts von den Nanokristallen reflektiert. So konnten die Forscher bunte Bilder in allen Farben des sichtbaren Spektrums erzeugen. Um die Nanokristalle in der gewünschten Struktur zu fixieren, diente ultraviolettes Licht. Dieses ließ die magnetische Tinte mitsamt der magnetischen Nanokristalle aushärten.

Im Unterschied zu normalen Farbstoffen können diese Strukturfarben nicht ausbleichen. Obwohl es sehr aufwändig ist, mit magnetischer Tinte, äußeren Magnetfeldern und UV-Licht bunte Bilder zu malen, sehen Yadong Yin und Kollegen einen lukrativen Markt für ihre Entwicklung. Denn mit dieser Strukturfarbe erzeugten Bilden lassen sich kaum fälschen und könnten so als sichtbares Zertifikat für Originalprodukte dienen.