Lepší už to nebude. Singapurští vědci vytvořili nepřekonatelný tisk

Singapurští vědci dovedli tisk až na hranici fyzikálních možností. Kdyby byl jejich obrázek jen o trochu drobnější, byl by pro běžné světlo příliš malý.

Zvětšenina snímku s rozlišením na hranici fyzikálních možností. Celý měl ve skutečnosti velikost jenom 50 × 50 mikrometrů. Žena na snímku není známá nikoho z výzkumníků. Obrázek s názvem "Lenna" je výřez z fotografie modelky Leny Söderbergové v časopisu Playboy z listopadu 1972. Dnes se tento snímek běžně používá ke kontrole kvality tisku či při testech počítačového zpracování obrazu.

Zatím nejdokonalejší tisk na světě vznikl v singapurském institutu IMRE bez použití inkoustu a barev. Kdyby byl ještě o trochu jemnější, byl by výrazně menší než vlnová délka viditelného světla, tedy vlastně neviditelný. Nepomohlo by ani sebedelší ostření sebelepším optickým mikroskopem.

Nový postup vědci popsali v časopise Nature Nanotechnology (přístup jen pro předplatitele). Hlavním autorem studie je Joel Jang.

O výčnělcích a barvách

Vlastně jde spíše o rytinu než o tisk. Rekordní obrázek tvoří pokovená skleněná deska pokrytá mikroskopickými válcovitými výčnělky o různých velikostech.

Rekordní "tisk" ve schematickém průřezu. Dole (modrá vrstva) je skleněná podložka. Na ní stojí tyčinky také ze sloučeniny křemíku. Na celý povrch se pak nanáší ještě dvě kovové vrstvy, které zajišťují odraz světla a vhodné optické vlastnosti.

Výčnělky mají od 30 do 120 nanometrů (miliardtin metru). Stejně malé jsou i rozestupy mezi nimi. Jedna kostička se čtyřmi nebo devíti výčnělky představuje jeden pixel (tj. rozlišitelný bod). Jeho barvu určují pouze rozměry a vzájemná vzdálenost výčnělků.

Fakt, že malé částečky kovu dodávají materiálu zajímavé světelné vlastnosti, je známý už dlouho. Stejného jevu využívali už staří skláři. Tak vznikala například barevná skla ve vitrážích katedrál.

Je to dáno tím, že v některých materiálech, třeba stříbře nebo zlatě, jsou elektrony velmi pohyblivé. I po tak drobné události, jako je dopad fotonu, vzniknou na povrchu "vlny" vyvolané reakcí elektronů (tzv. povrchové plazmony).

Co přesně se stane, záleží na tom, jak daleko vlna může putovat. S použitím hudební analogie si můžeme drobné částečky (v našem případě kokové výčnělky na povrchu "tisku") představit jako struny. Jejich velikost přitom určí, na fotony jaké vlnové délky (tedy i barvy) jsou naladěny.

Kolik to je DPI?

Kvalitní tisk singapurských vědců je samozřejmě podstatně kvalitnější, než většina nás v běžném životě potřebuje. Při tisku obrázku jen málokdy využijete rozlišení nad 300 DPI. Údaj DPI říká, kolik pixelů, tedy obrazových bodů, se vejde do délky jednoho palce, tj. 2,54 centimetru.

U novin stačí kvalita jen přes 200 DPI. Dostat se můžete až na zhruba 10 000 DPI, ale výsledný obrázek v tom případě bude nejspíše černobílý. Nový postup už ukázal, že dokáže vytvořit rozlišení 100 000 DPI.

Částice jednoho rozměru "zahrají" zeleně, jiné červeně atd. Podrobnější vysvětlení tohoto jevu si můžete přečíst například v blogu Milana Petříčka.

Na hranici možností

Starý princip přenesl Jang se svým týmem do nové doby. Na rozdíl od starých sklářů vytváří nejen barevné plochy, ale díky přesnému opracování v mikroskopických rozměrech dodává jednomu kovovému povrchu celou škálu barev. Tak přesné opracování by ještě nedávno nebylo možné. A ani dnes to nejde bez dobrého laboratorního vybavení a dostatečných zkušenosti.

Už by ale bylo možné vytvořit "tisk" ještě o něco menších rozměrů. Ale to by pro tento účel postrádalo smysl. Optický obraz má totiž své limity: pod jistou hranici od sebe dva předměty jednoduše nepoznáte, budou splývat. Stane se to ve chvíli, kdy vzdálenost mezi nimi je menší než polovina vlnové délky použitého světla.

Menší pixely než ty použité v obrázku Lenna se už nevyplácí vytvářet, i když je to technologicky možné. Jak ukazuje tento snímek, pokud jsou jednotlivé body příliš blízko u sebe, pod optickým mikroskopem (vlevo) už je od sebe nelze přesně rozlišit.

Člověkem viditelné barvy mají vlnovou délku v poměrně širokém rozmezí kolem 500 nanometrů. Viditelné světlo tak "nezobrazí" předměty, které si jsou blíže než polovina této vzdálenosti, tj. 250 nanometrů. Právě to je tedy rozměr pixelu singapurských vědců. Na menší by se nikdy nedalo zaostřit.

Ani v tomto rozměru ovšem jednotlivé body pouhým okem neoceníme. Ani lidé s velmi ostrým zrakem neuvidí předměty větší než zhruba několika desítek mikrometrů. To je zhruba rozměr celého obrázku, o němž zde píšeme. Ten měřil 50 × 50 mikrometrů. Nový tisk má jednotlivé barevné body zhruba stokrát menší.

Nic pro amatéry

Noviny se tímto způsobem asi nikdy tisknout nebudou, ale technologie může najít svoje využití. Sami autoři jsou optimisté. Podali si patentovou přihlášku, která není zadarmo, a doufají, že se uchytí, například při tisku cenin. Zajímavé by mohlo být i využití u barevných filtrů nebo velmi trvanlivého datového média.

Pokud singapurští vědci (nebo kupec patentu) zkusí to druhé, stanou se dost možná přímými konkurenty Čechů. Právě u nás už totiž probíhá výroba trvanlivých DVD, která na rozdíl od těch běžných nejsou z organického materiálu (více v našem článku o výrobě "160letých" disků).

Potíž je, že v takto malých rozměrech se nic nevyrábí jednoduše, a tedy ani levně. Skleněná destička i výčnělky musí být vyrobeny s ohromnou přesností. Výhodou zase je, že stačí připravit jen jeden vzor, podle kterého by pak mělo být možné odlévat celé série obrázků.

Témata: DVD, Playboy
  • Nejčtenější

Šarlatán, či génius? Vědec se před 100 lety chlubil vynálezem paprsku smrti

v diskusi je 17 příspěvků

6. dubna 2024

Před 100 lety lidé doslova hltali v novinách zprávy o převratném vynálezu „the death ray“, tedy...

Hlavně zaujmout. Do Sněmovny dorazili před 100 lety komunisti z Podkarpatské Rusi

v diskusi je 20 příspěvků

7. dubna 2024

Na začátku dubna 1924 se poprvé do Prahy na schůze Národního shromáždění dostavili premiérově nově...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Na méně používané dráze se potkalo několik obrů i návštěva z pouště

v diskusi jsou 2 příspěvky

10. dubna 2024  10:13

Letiště Václava Havla využívá při tzv. západním proudění jako hlavní dráhu pro starty a přistání...

Apple vzdal vlastní auto, ale chystá se domácnosti zaplavit roboty

v diskusi je 32 příspěvků

5. dubna 2024

I Apple si někdy dokáže ukousnout příliš velké sousto, které se mu pak vzpříčí v hrdle. Naposledy...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

OBRAZEM: Po zkušenostech s Moskvou neponechává Litva otázku výzbroje náhodě

v diskusi je 17 příspěvků

11. dubna 2024

Litva se stala členem obranné aliance NATO v roce 2004. Pro zajištění vlastní bezpečnosti v...

Patnáct zbytečných obětí. Před 100 lety vybuchl důl Gabriela na Ostravsku

v diskusi jsou 3 příspěvky

12. dubna 2024

Dvanáctý duben 1924 přinesl vážnou důlní katastrofu v Československu. Výbuch v dole Gabriela v...

Tyto obrázky určitě budete znát. Všechny ikonické tapety z Windows XP

v diskusi je 31 příspěvků

12. dubna 2024

Jsou to fotografie či grafické motivy, které mnozí z nás vídali denně. Sada základních tapet pro...

Messenger opravuje směšné nedostatky, a přidává nové funkce

v diskusi je 9 příspěvků

11. dubna 2024  12:41

Společnost Meta oznámila nové funkce „kecálka“ Messenger. Při odesílání fotek přibude tlačítko...

Co kdyby Švejk velel válečné lodi? Zkuste si to ve World of Warships

11. dubna 2024

Advertorial Do oblíbené počítačové hry World of Warships vstupuje nová postava českého velitele. Tím není nikdo...

Čechy poznám podle outdoorové módy. Nosí ji bohužel i ženy, říká Kerekes

Vica Kerekes (43) si postěžovala na to, že Češi nosí outdoorové oblečení často i na místa, která k tomu nejsou vhodná...

Když se prohlížíme s manželem nazí, jsem smutná, říká herečka Želenská

Olgu Želenskou (63) znají čeští diváci především z dabingu nebo z jejího zájezdového divadla Háta. Objevila se i v...

Prosila jsem o shovívavost a žádná nepřišla, říká Anna Julie Slováčková

Anna Julie Slováčková (28) se v rozhovoru pro iDNES.cz svěřila s tím, kdo je pro ni v životě momentálně největší oporou...

Bianca Censori opět pobuřuje, ukázala prsa i klín v průsvitných šatech

Bianca Censori (29) se nahoty nebojí. Manželka rapera Kanyeho Westa (46) odhalila bujné poprsí i klín v průsvitném...

Češi potrestali Chorvatsko za drahotu, vyrazili do Itálie. Vyplatí se i exotika

Premium Zvýšení cen služeb na Jadranu mělo za následek, že tam loni vyrazilo meziročně méně Čechů. Odliv českých turistů...