Katsushika Hokusai (1760 - 1849) är den japanska konstens titan, lika vördad i sitt hemland som Da Vinci är, Van Gogh och Rembrandt Van Rijn i väst. Av alla hans berömda mästerverk, "Den stora vågen" framstår som det ultimata beviset på hans konstnärliga geni.

Nu, ett team av forskare vid Kyoto University har skapat den minsta "Great Wave" som någonsin producerats, bara en millimeter i bredd. Vad mer, de skapade det utan användning av pigment. Inte bara är reproduktionen av "Great Wave" världens minsta, det är också det första som någonsin tryckts utan användning av pigment.

Professor Easan Sivaniah vid iCeMS, Kyoto universitet, där forskningen utvecklades, säger, "Polymerer, när de utsätts för stress – speciellt, ett slags "sträcka ut" på molekylär nivå - genomgå en process som kallas "crazing" där de bildar små, smala fibrer som kallas fibriller. Dessa fibriller orsakar en kraftfull visuell effekt. Crazing är vad den uttråkade skolungen ser när han upprepade gånger böjer en genomskinlig linjal tills den sträckta plasten börjar grumlas till ett slags ogenomskinlig vit."

Betydligt nog, iCeMS-forskarna insåg att genom att kontrollera en process som kallas organiserad mikrofibrillering (OM), som beskriver hur de mikroskopiska fibrillerna bildas och organiseras i ett periodiskt mönster, de kunde också kontrollera spridningen av ljus för att skapa färger över hela det synliga spektrat från blått till rött. Således, den omfattar en teknik för tryckning som inte är beroende av pigment.

Zoologer har länge varit bekanta med detta icke-pigmentbaserade färgfenomen, som de kallar "strukturell färg". Det är så naturen producerar de livliga färgerna som ses i fjärilsvingar, den spektakulära fjäderdräkten av manliga påfåglar, och annat skimrande, iriserande fåglar. Något av det mest spektakulära djurlivet på planeten är, faktiskt, saknar pigmentering och beror på ljus som interagerar med ytstrukturen för dess fascinerande vackra effekt.

OM-tekniken tillåter en bläckfri, storskalig färgutskriftsprocess som genererar bilder med upplösningar på upp till 14, 000 dpi på ett antal flexibla och transparenta format. Detta har otaliga tillämpningar, till exempel, inom anti-förfalskningsteknik för sedlar. Men som Sivaniah betonar att dess tillämpningar går långt utöver konventionella utskriftsidéer.

"OM tillåter oss att skriva ut porösa nätverk för gaser och vätskor, vilket gör den både andningsbar och bärbar. Så, till exempel inom området hälsa och välbefinnande, det är möjligt att integrera det i ett slags flexibelt "vätskekretskort" som kan sitta på din hud eller dina kontaktlinser för att överföra viktig biomedicinsk information till molnet eller direkt till din vårdpersonal."

OM är flexibel teknik i både bokstavlig och bildlig mening. Forskarna från Kyoto University har bevisat att tekniken fungerar i många vanliga polymerer som polystyren och polykarbonat. Den senare är en mycket använd plast i livsmedels- och medicinförpackningar, så det finns helt klart en tillämpning inom livsmedels- och läkemedelssäkerhet, där säkerhetsetiketter kan skapas ungefär som en vattenstämpel för att säkerställa att en produkt inte har öppnats eller saboterats.

Masateru Ito, huvudförfattare till tidningen, som publicerades denna månad i Natur , tror att det finns mer att komma från de grundläggande principerna som tagits fram av denna banbrytande forskning. "Vi har visat att stress kan kontrolleras på submikronlängdsskalor för att skapa en kontrollerad struktur, "Men det kan vara så att det också kan skapa kontrollerad funktionalitet. Vi visade det i polymerer, och vi vet också att metaller eller keramik kan spricka. Det är spännande att veta om vi på liknande sätt kan manipulera sprickor i dessa material, för."