Strukturfarben per Tintenstrahldrucker realisiert

Ingenieure der Universität Kobe haben innovative Technologie zur Farberzeugung entwickelt

Druck: Strukturelle Farben in Vollfarbe auf PET-Folie (H. Yamana et al., Advanced Materials, 2026)

Kobe (pte003/08.04.2026/06:05)

Strukturfarben lassen sich dank einer Innovation von Forschern der Universität Kobe (KU) künftig mit einem Tintenstrahldrucker drucken. Während herkömmliche Druckpigmente verblassen und die meisten strukturellen Farben nicht gedruckt werden können, arbeitet KU-Materialwissenschaftler Hiroshi Sugimoto mit seinem Team an einer bahnbrechenden Art und Weise der Farberzeugung.

Druck endlich verwirklicht

In den vergangenen Jahren haben Sugimoto und seine Kollegen an kugelförmigen Siliziumkristallen gearbeitet, die je nach Größe im Bereich zwischen 100 und 200 Nanometern bestimmte Farben reflektieren. Farbe, die auf dieser Technologie basiert, ist sehr leicht, ungiftig, stammt aus nachhaltigen Quellen und verblasst nicht. Allerdings fehlte bisher ein entscheidendes Element, um die Welt mit dieser neuen Technologie in Farbe zu tauchen: der Druck.

"Wir wollten ein Material für strukturelle Farben entwickeln, das ähnlich wie herkömmliche Tinten oder Farben verarbeitet werden kann", erläutert Sugimoto. Ein zentrales Problem dabei: Nanokugeln neigen beim Trocknen des Lösungsmittels dazu, zu verklumpen. Dies verändert, wie das Material mit Licht interagiert und beeinträchtigt seine Farbwiedergabe.

Siliziumdioxid um Kristalle

Die Experten der KU haben das Problem gelöst, indem sie jeden Kristall mit einer Siliziumdioxidhülle überziehen, dank derer Materialeigenschaften sich das Licht an der Grenzfläche zum umgebenden Harz nicht mehr bricht. Somit haben Sugimoto und seine Kollegen eine transparente Barriere zwischen den Kristallen geschaffen.

Im Fachjournal "Advanced Materials" berichten die KU-Wissenschaftler über ihren Forschungserfolg und zeigen beeindruckende Bilder mit leuchtenden Farben, die mit Auflösungen zwischen 250 und 125 dpi sowohl auf eine flache PET-Folie als auch auf eine metallische 3D-Oberfläche gedruckt wurden.

Reflektierend wie lichtdurchlässig

"Ich freue mich sehr, dass die Entwicklung einer für den Tintenstrahldruck geeigneten Suspension für Silizium-Nanokugeln endlich den Vollfarbdruck ohne den Einsatz von Pigmenten oder Farbstoffen ermöglicht", so Sugimoto. Abgesehen von den unterschiedlichen Farben lassen sich die Bilder sowohl reflektierend mit leuchtenden Farben gestalten als auch gleichzeitig hochgradig lichtdurchlässig, heißt es.

Diese beiden Eigenschaften würden bei herkömmlichen Farbstoffen in der Regel als unvereinbar gelten. "Diese Arbeit stellt einen wichtigen Schritt in Richtung skalierbarer Technologien für strukturelle Farben dar, die mit bestehenden Druck- und Beschichtungsverfahren kompatibel sind", so Sugimoto abschließend mit Blick in die Zukunft.

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