Онлайн
Исследователи из Университета ИТМО разработали лазерную «кисть», которой можно рисовать по металлу без краски. По словам ученых, художник сможет использовать более 20 цветов и оттенков для создания своих произведений.
Чтобы нанести цветное изображение на лист металла, вовсе не обязательно иметь под рукой краски или ядовитые химикаты, отмечают авторы разработки. Достижения науки уже используют производители всевозможных товаров, нанося с помощью лазера свои логотипы, штрих-коды, товарные знаки.
До сих пор так «рисовали» по металлу лишь роботы, которыми управлял компьютерный алгоритм. Однако ученые ИТМО решили создать устройство, которое позволит художникам использовать лазерное окрашивание для создания произведений искусства.
Вадим Вейко
профессор факультета фотоники Университета ИТМО.
«При всем моем глубочайшем уважении к программируемым промышленным процессам у меня в мозгу всегда бродит идея свободы. Я спросил себя, а почему мы должны ограничивать себя рамками программируемой записи? У нас есть лазер, который при взаимодействии с металлом может извлекать цвет, у человека есть воображение, и если мы сделаем ручную конструкцию – что-то вроде кисти, то художник сможет рисовать то, на что его вдохновляет муза».
Ярослава Андреева, соавтор работы, инженер-исследователь международной научной лаборатории лазерных микро- и нанотехнологий и систем Университета ИТМО, рассказала о методике, с помощью которой лазер наносит «краску» на металлический холст.
«С помощью лазерного импульса мы нагреваем поверхность металла примерно ниже температуры плавления. В результате на поверхности в зоне облучения сфокусированным пучком лазера образуется очень тонкая пленка оксида металла. Как и в любой очень тонкой пленке, в ней возникают интерференционные эффекты, и она отражает определенные области спектра по-разному, поэтому глазом мы можем увидеть разные цвета. Похожие интерференционные цвета мы видим в мыльных пузырях или нефтяных пятнах на лужах», – говорит Андреева.
Однако эта технология не позволяла менять цвета получившегося рисунка и править изображение. Чтобы исправить это, ученые решили пересмотреть традиционную технологию цветной лазерной маркировки.
Изображения, сделанные на металлической пластине с помощью лазерной технологии
Программируемая автоматизированная лазерная установка
Если для получения цвета в предыдущих работах лазер нагревал поверхность металла только до температуры плавления, то теперь у исследователей возникла идея достичь температуры испарения. Тогда уже образовавшаяся на предыдущих этапах нанесения цветного рисунка пленка будет испаряться, а вот на стадии остывания, пока металл будет охлаждаться, на ее месте появится новый оксид другой толщины, а значит и другого цвета.
Цвет зависит от того, с какой скоростью лазер перемещается относительно поверхности металла и, соответственно, как быстро после этого поверхность остынет. Следовательно, чем быстрее остывает металл, тем меньше времени на то, чтобы сформировать оксидную пленку, поэтому она окажется тоньше.
В зависимости от толщины такой пленки, свет будет в ней проходить разный путь и на выходе определенные части спектра интерферируют, и мы увидим усиленный «сигнал» определенного цвета. С увеличением толщины получается последовательное изменение цвета от светло-желтого к красному, фиолетовому, темно-синему и голубому.
Репродукции картин Ван Гога «Звездная ночь» и «Автопортрет»
Чтобы показать разнообразие палитры, которую дает такой «горячий» способ нанесения рисунка, ученые сделали репродукции картин Ван Гога «Звездная ночь» и «Автопортрет». Правда сделал их пока не человек, а программируемая автоматизированная лазерная установка.
Само устройство для лазерного рисования, или, как ее назвали авторы работы, лазерную кисть, пока только предстоит создать. Она будет представлять из себя удобный девайс, наподобие ручки, подключенный с помощью оптоволоконного кабеля к источнику лазерного излучения. Чертежи этой разработки готовы, а первый прототип планируется создать к концу лета.
Художественная галерея общественного пространства Севкабель-Порт предложила ученым провести выставку работ, нарисованных такой кистью, когда прототип будет готов и его передадут художникам на испытания.
Источник – National Geographic.
