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　　導(dǎo)讀

據(jù)日本京都大學(xué)官網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，該校研究人員采用全新的無(wú)墨技術(shù)制作出世界上最小的“浮世繪”，這項(xiàng)技術(shù)有望徹底革新我們的印刷方式。

　　背景

　　葛飾北齋（1760年-1849年）是日本藝術(shù)界的泰斗，如同西方的達(dá)芬奇、梵高和倫勃朗一樣，在他的祖國(guó)非常受人尊崇。在他所有的名作中，《神奈川沖浪里》是其藝術(shù)天才最好的證明。

（圖片來(lái)源：維基百科）

　　人類的境況需要藝術(shù)來(lái)表達(dá)。在葛飾北齋拿起木版和畫(huà)刀之前約三萬(wàn)八千年，印尼婆羅洲東加里曼丹省的一個(gè)稱為“Lubang Jeriji Saléh”的洞穴中，一位居民用赭石在洞壁上畫(huà)了一幅野牛的圖案，創(chuàng)作出了世界上目前已知最早的具象繪畫(huà)。

（圖片來(lái)源：維基百科）

　　此后的藝術(shù)家，從上古石器時(shí)代到19世紀(jì)的日本再到如今的街頭藝術(shù)家，都有著一個(gè)共同的依賴：顏料。

（圖片來(lái)源：維基百科）

　　創(chuàng)新

　　近日，日本京都大學(xué)（Kyoto University）的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出世界最小的《神奈川沖浪里》作品，寬度僅為1毫米。更重要的是，他們還做到了葛飾北齋大師也無(wú)法做到的事情。他們沒(méi)用顏料就創(chuàng)作出了這幅作品。換句話說(shuō)，這也是史上首次不用顏料就印刷出來(lái)的《神奈川沖浪里》作品。

（圖片來(lái)源：京都大學(xué)iCeMS）

　　京都大學(xué)綜合細(xì)胞材料科學(xué)研究所（iCeMS）的 Pureosity 研究小組開(kāi)展了這項(xiàng)研究。相關(guān)論文發(fā)表在《自然（Nature）》期刊上。

　　技術(shù)

　　該研究小組領(lǐng)頭人 Easan Sivaniah 教授解釋道：“當(dāng)聚合物受到應(yīng)力（一種在分子水平上的‘伸展’）時(shí)，會(huì)經(jīng)歷一種稱為‘龜裂（crazing）’的過(guò)程。該過(guò)程中，聚合物會(huì)形成微小、纖細(xì)的纖維，這種纖維也稱為‘纖維絲’。這些纖維會(huì)引發(fā)強(qiáng)烈的視覺(jué)效應(yīng)。比如，當(dāng)無(wú)聊的小學(xué)生將一把透明的尺子反復(fù)彎曲，直到塑料受拉伸后開(kāi)始變模糊，形成一種不透明的白色時(shí)，他就會(huì)看到龜裂現(xiàn)象?！?/P>

陶瓷上出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象（圖片來(lái)源：維基百科）

　　iCeMS 的研究人員明顯地意識(shí)到，他們也能通過(guò)一種周期模式控制微小纖維絲的形成和組織的方式，即所謂的“組織化的微纖維顫動(dòng)（OM）”，來(lái)控制光線散射，從而創(chuàng)造出跨越整個(gè)可見(jiàn)光譜的色彩，從藍(lán)色到紅色。一種全新、革命性的調(diào)色板就這樣誕生了。印刷不再需要依賴于顏料?！?/P>

　　動(dòng)物學(xué)家們對(duì)于這種非色素基的色彩現(xiàn)象早就熟悉了，他們稱之為“結(jié)構(gòu)性色彩”。大自然在蝴蝶絢麗的翅膀、雄孔雀華麗的羽毛以及其他色彩斑斕的鳥(niǎo)類身體上創(chuàng)造出的鮮艷色彩，正是這種結(jié)構(gòu)性色彩。事實(shí)上，地球上某些色彩最艷麗的野生動(dòng)物并沒(méi)有色素沉著，而是依賴于光線與表面結(jié)構(gòu)的相互作用，產(chǎn)生讓人著迷的美麗色彩。

（圖片來(lái)源：維基百科）

（圖片來(lái)源：維基百科）

　　價(jià)值

　　OM 技術(shù)將帶來(lái)一種無(wú)墨水的大規(guī)模彩色印刷工藝，該工藝將在一系列柔性且透明的介質(zhì)上，生成分辨率達(dá)14000 dpi 的圖像。這將為我們帶來(lái)數(shù)不盡的應(yīng)用，例如鈔票防偽技術(shù)。但是，就像 Sivaniah 煞費(fèi)苦心強(qiáng)調(diào)的那樣，該技術(shù)的應(yīng)用將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越傳統(tǒng)的印刷理念。

（圖片來(lái)源：京都大學(xué)iCeMS）

　　他表示：“OM 技術(shù)使我們能為各種氣體與液體印刷多孔網(wǎng)絡(luò)，使之不僅透氣還適合穿戴。所以，例如在醫(yī)療與健康領(lǐng)域中，我們有可能將它合并到位于你的皮膚或者隱形眼鏡上的某種柔性‘流體電路板’中，從而將必要的生物醫(yī)學(xué)信息發(fā)送至云端，或者直接發(fā)送給你的醫(yī)護(hù)專業(yè)人員?！?/P>

　　無(wú)論從字面意義還是從比喻意義上說(shuō)，OM 都是一項(xiàng)靈活多用的技術(shù)。京都大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明，這項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用到許多常用聚合物中，例如聚苯乙烯和聚碳酸酯。后者是一種在食品與藥品包裝領(lǐng)域廣泛使用的塑料。所以，這項(xiàng)技術(shù)顯然可以應(yīng)用于食品與藥品安全領(lǐng)域，通過(guò)創(chuàng)造出很像水印的安全標(biāo)簽，來(lái)保證產(chǎn)品沒(méi)有被打開(kāi)或者蓄意破壞過(guò)。

　　這篇論文的領(lǐng)導(dǎo)作者 Masateru Ito 認(rèn)為，這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的研究所提出的基本原理還將為我們帶來(lái)更多精彩。他表示：“我們已經(jīng)展示了應(yīng)力能在亞微米長(zhǎng)度尺度上受到控制，從而創(chuàng)造出受控結(jié)構(gòu)。然而，它也有可能創(chuàng)造出受控功能。我們?cè)诰酆衔镏凶C明了這一點(diǎn)，并且我們知道，金屬或者陶瓷也會(huì)產(chǎn)生裂紋。我們很興奮地想知道，我們是否也可以在這些材料中操控裂紋?！?/P>

關(guān)鍵字

印刷、藝術(shù)、聚合物、柔性、防偽

　　參考資料

　　【1】Masateru M. Ito, Andrew H. Gibbons, Detao Qin, Daisuke Yamamoto, Handong Jiang, Daisuke Yamaguchi, Koichiro Tanaka & Easan Sivaniah (2019). Structural colour using organized microfibrillation in glassy polymer films. Nature, 570(7761), 363-367.

　　【2】https://www.kyoto-u.ac.jp/en/research/research_results/2019/190620_1.html

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