等离子结构着色一种新的无墨未来彩色方法

通过石墨等离子辐照实现结构着色的新发展可以减少对有害染料的依赖。通过等离子辐射获得的颜色是完全可擦除的，并且可以使用暴露于等离子辐射的时间、辐射强度和施加的石墨层的厚度来控制。

等离子结构着色的应用旨在减少典型不良染料对环境造成的影响，并通过围绕结构颜色的技术来对抗它们。结构色看起来不同于我们对颜料染色的颜色的感知，因为结构色是基于观察光在反射时如何散射，从而赋予观察到的颜色彩虹色的品质。在自然界中，可以在孔雀羽毛和一些甲虫等昆虫中看到这种颜色。

许多用于着色的墨水，无论是在纸张上还是在纺织品上，都对环境健康有害。制造染料的过程以及包含染料的挥发性化合物是主要污染物，因此需要一个可持续的解决方案。该解决方案可以通过等离子辐射的结构着色来观察。

“我们称这种技术为‘等离子结构着色’。该方法是一种全新的技术，通过等离子辐射改变纸上铅笔部分的颜色。该技术是一种环保的着色方法，可应用于各种活动，例如作为学习和艺术，”信州大学应用生物学系教授HiroshiMoriwaki说。

这一新发现发表在ACSAppliedMaterials&Interfaces上。

“结构色”是由于纳米结构材料(例如铅笔上的石墨)表面反射光的干涉而被人眼看到的颜色。该研究通过测试材料、等离子体强度和改变颜色所需的时间来研究等离子体辐射如何控制颜色的外观。

在这项新研究中，对结构色和等离子辐射着色进行了测试。他们展示了一些希望：纸上的石墨成功地变成了蓝色、黄色和红色，对应于暴露于等离子体辐射的时间长度。还发现颜色与角度无关，因此无论以何种方式查看颜色，观察到的颜色都是固定的。

“我们想让读者明白，我们已经开发出一种简单的方法，可以在短时间内以低成本形成结构色。我们相信这种方法可以为实现可持续发展的社会做出贡献，”Moriwaki说。

结构色的另一个好处是它们的稳定性：它们不会像其他染料那样通过化学反应降解或褪色。增加颜色的耐久性将产生更高质量的作品，而无需担心将来会褪色。这在艺术界特别有用，许多作品必须避光以保持色彩的强度和作品的质量。

“最终目标是普及等离子辐照着色铅笔书写的方法。为此，重要的是开发一种适用于这种方法的简单易用的小型等离子设备。此外，我们认为它会如果一位艺术家能创作出只用结构色着色的画作，那将很有趣，”Moriwaki说。

完善等离子结构着色工艺的下一步是通过该工艺减少颜色的可变性。此外，目前最有效的工具是一种石墨含量高的特定类型的铅笔，因此找到一种方法使该过程可用于更广泛的工具也可能对未来的研究有用。使该设备简单且具有成本效益也将扩大该产品的用途，进一步减少艺术家和其他经常在其工艺中使用彩色墨水的人对有害染料的需求。