Inchiostro trasparente: il futuro delle stampanti?

Tutti noi utilizziamo quotidianamente le stampanti. Sappiamo che la maggior parte funzionano grazie a delle cartucce di inchiostro colorato, i classici nero, ciano, magenta e giallo: ma se vi dicessimo che hanno inventato un inchiostro trasparente capace di creare immagini a colori? Un team di ricerca Cinese ha infatti pubblicato uno studio in merito sulla rivista Science Advances nel 2021. Ma come funzionano? E per cosa si possono utilizzare?

Il funzionamento di una stampante inkjet

Facciamo una piccola premessa per spiegare come funzionano le stampanti inkjet, cioè le classiche stampanti domestiche. Queste, come suggerisce il nome, si basano su getti di inchiostro colorato che vengono spruzzati su un foglio di carta in movimento. Normalmente le stampanti presenti in commercio funzionano con quattro colori (nero, magenta, ciano e giallo) e ciascuno viene spruzzato in modo indipendente da uno dei 48 aghi presenti, per riuscire a coprire tutta la gamma cromatica necessaria per ogni pixel.

L'inchiostro trasparente

L'idea che sta alla base di questo inchiostro trasparente è, per certi versi, opposta rispetto a quella dei classici inchiostri. Normalmente infatti il colore giallo – tanto per fare un esempio – è giallo proprio perché al suo interno sono presenti dei particolari pigmenti di quel colore. Nel caso dell'inchiostro trasparente invece il colore finale dipende solo dalla dimensione e dalla forma della goccia che viene spruzzata. Se, ad esempio, verrà spruzzata una goccia piccola, allora il colore sarà rosso, se la goccia sarà più grande blu e se sarà ancora più grande allora diventerà verde.

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Questo è possibile perché l'inchiostro utilizzato non è quello classico che utilizziamo nelle stampanti domestiche ma uno speciale polimero che viene colato per formare delle piccole goccioline (in gergo tecnico definite micro-duomi). Queste piccole "cupole" sono in grado di interagire con la luce, cambiando colore a seconda delle loro dimensioni. Per questo se la stampante spruzza una goccia sola, ad esempio, avremo il rosso. Per avere il blu verranno colate due gocce che, unendosi, daranno vita ad una più grande. Per lo stesso ragionamento l'unione di tre gocce darà origine al verde.

I ricercatori conoscono quindi la relazione tra dimensione della goccia e colore associato: da qui è possibile combinare questi tre tipologie di gocce per ottenere la gamma di colori RGB. Il principio è lo stesso dei pixel dei nostri cellulari: la combinazione tra pixel rossi, verdi e blu permette di ricreare tutte le immagini colorate che vediamo sui nostri schermi.
Forse qualcuno si starà chiedendo "ma la carta assorbe l'inchiostro, quindi come fanno a restare delle gocce sulla sua superficie?".
È un'ottima domanda, perché infatti questo inchiostro non viene utilizzato per la carta ma per il vetro. Le lastre di vetro sono caratterizzate da un'impermeabilità molto più alta e, di conseguenza, permettono ai microduomi di inchiostro di mantenere la loro forma durante la fase di stampa. Inoltre utilizzando il vetro è possibile ottenere un particolare effetto: il colore si vede da una parte sola della lastra. In pratica se guardiamo il vetro da un lato vediamo un disegno, se lo guardiamo dall'altro è trasparente. Questo, come vedremo, ha importanti applicazioni nel campo edile e dei sensori ottici.

Risultati ottenuti

La combinazione di gocce di diversi colori permette di ottenere immagini sempre più complesse ed elaborate. Come dimostrato dall'immagine sottostante, già i primi test hanno permesso di ottenere ritratti di buona qualità di personaggi famosi come Isaac Newton o Marylin Monroe, anche se il margine di miglioramento è ancora grande e la tecnologia è tutt'ora in fase di test. Sicuramente in futuro questo tipo di applicazione sarà essenziale per il settore delle smart windows, cioè di quelle finestre capaci di cambiare il colore o l'opacità a comando. Molto importante in questo senso potrebbe diventare il settore dei grattacieli, dove sarà possibile colorare le facciate esterne permettendo comunque alla luce di entrare senza problemi all'interno dell'edificio – proprio in virtù del fatto che il colore è visibile solo da un lato del vetro mentre dall'altro resta trasparente. Secondo i ricercatori, altri settori che potrebbero beneficiare di questa tecnologia sono quelli dell'anti-contraffazione e della sensoristica.