Các nhà nghiên cứu đang phát triển một công nghệ mà một ngày nào đó có thể làm cho sơn và các nhãn bao bì màu không bao giờ phai. Màu sắc được tạo ra bởi một loại cấu trúc nano được gọi là "điểm ảnh plasmon". Những điểm ảnh này được làm từ các ăng-ten nano bằng nhôm và khi các electron tự do trong kim loại cùng dao động ở các tần số cụ thể, chúng tạo ra một màu sắc cụ thể.

Trong một bài báo mới được công bố trên tạp chí Nano Letters, các nhà nghiên cứu tại Đại học Melbourne đã chứng minh một thiết kế điểm ảnh plasmon mới nhằm giải quyết một số vấn đề quan trọng của ảnh màu plasmon, trong đó có một số hạn chế về màu sắc, kích thước ảnh nhỏ và khó tạo ra các màu sắc chính xác, mà không cần sử dụng các thuật toán ánh xạ màu sắc phức tạp.

Thiết kế điểm ảnh plasmon mới này sử dụng một thuật toán có thể tạo ra gần 2.000 màu sắc và sắc thái khác nhau và đạt được độ phân giải vượt quá giới hạn độ phân giải của mắt người. Để chứng minh điều này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một tấm ảnh dài 1,5 cm (tương đối lớn so với các ảnh plasmon trước đó) và cho thấy màu sắc có thể được sao chép một cách chính xác bằng cách sử dụng thuật toán ánh xạ màu sắc đơn giản.

Mặc dù các lĩnh vực khác của nghiên cứu plasmon có thể có những ứng dụng tiềm năng như màn hình cho điện thoại và TV, công nghệ điểm ảnh plasmon này tạo ra một hình ảnh tĩnh, nơi màu sắc và cấu trúc được thiết lập tại thời điểm chế tạo và không thể thay đổi.

Các ứng dụng tiềm năng cho điểm ảnh plasmon (và các cấu trúc nano tạo ra màu sắc khác trong phạm vi nghiên cứu này) sẽ bao gồm sơn công nghiệp để sơn xe ô tô, các tòa nhà, bảng quảng cáo, v.v.., do các điểm ảnh plasmon sẽ không bao giờ phai. Với khả năng in ở độ phân giải lớn hơn so với các quy trình dựa trên chất nhuộm thông thường, các điểm ảnh plasmon cũng có thể có các ứng dụng trong các thiết bị an ninh để sử dụng trên thuốc, bao bì sản phẩm có giá trị cao, v.v...

Như các nhà nghiên cứu giải thích trong bài báo của họ, các bức ảnh được in ra chỉ là một ứng dụng của nghiên cứu plasmon. Các cấu trúc plasmon khác đã được sử dụng trong các bộ cảm biến, nguồn ánh sáng và quang điện. Tất cả những ứng dụng này dựa trên cùng một khái niệm chung về plasmon, về cơ bản là các khối lượng lớn các điện tử di chuyển cùng nhau dưới một điện trường. Các vật liệu plasmon phổ biến nhất là vàng và bạc, nhưng nhôm là ứng cử viên thực tế hơn cho các ứng dụng quy mô lớn vì sự phong phú của nó trong tự nhiên và giá thành thấp.

Các bức ảnh điểm ảnh plasmon mới được chế tạo từ các mạng ăng-ten nano làm bằng nhôm và mỗi mạng ăng-ten này tạo ra một màu cụ thể bằng cách hấp thụ hoặc phản xạ một cách chọn lọc các bước sóng ánh sáng khác nhau. Chiều dài của ăng-ten nano xác định màu sắc của nó, trong khi khoảng cách giữa mỗi ăng-ten nano và chất nền xác định độ bão hòa màu sắc.

Một đặc điểm độc đáo của điểm ảnh plasmon là có thể điều chỉnh sự phân cực. Bằng cách thay đổi độ phân cực, hoặc hướng trong đó sóng ánh sáng dao động, màu sắc về cơ bản có thể được "bật và tắt" do đó có thể dễ dàng tạo ra các bức ảnh màu hay đen trắng.

Các nhà nghiên cứu dự định sẽ cải thiện hơn nữa khái niệm điểm ảnh plasmon trong tương lai. Nhóm nghiên cứu cho biết, mục tiêu trước mắt sẽ là tiếp tục tinh chỉnh thuật toán này để tăng các gam màu và độ bão hòa màu sắc và để nghiên cứu mở rộng quy mô chế tạo các thiết bị điểm ảnh plasmon có diện tích lớn với công nghệ in điểm nano.