Skulle det inte vara fantastiskt om tryckta bilder kan se tredimensionella (3D) ut? Tyvärr, konventionella utskrifter som fotografier visar tvådimensionella (2D) bilder med ett fast utseende eftersom de bara innehåller information om intensitet och färg. Dessa utskrifter kan inte visa en 3D-bild eftersom de saknar riktningskontroll av ljusstrålar, vilket resulterar i förlust av djupinformation.

För att lösa detta problem, ett team av forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD) använde en 3D-utskriftsteknik i nanoskala för att skapa högupplösta ljusfältsutskrifter (LFP). LFP:n består av en array av mikrolinser inriktade ovanpå en array av strukturella färgpixlar. När LFP är upplyst av vanligt vitt ljus, en 3D-bild visas. 3D-bilden är autostereoskopisk, vilket gör att den kan ses utan att behöva bära speciella glasögon. Bilden ändrar utseende när den ses från olika vinklar, vilket ger LFP en speciell visuell 3D-effekt.

Mer viktigt, LFP:er med hög upplösning behövs för att visa ultrarealistiska 3D-bilder som har potentiella tillämpningar i konstverk och säkerhetsföremål. Genom att använda 3D-utskrift i nanoskala för att skapa LFP:er, teamet uppnådde en maximal pixelupplösning på 25, 400 punkter per tum (dpi), som överträffar pixelupplösningen för konsumentbläckstråleskrivare ~1, 200 dpi. De strukturella färgpixlarna i LFP är gjorda av nanopelare (~300nm diameter). Det kanske mest anmärkningsvärda resultatet är att varje färgpixel kan representeras av en enda nanopelare för att producera LFP med maximal upplösning.

SUTD docent Joel Yang, vem är den främsta utredaren av denna forskning, anmärkte:"Detta är möjligen första gången som 3D-utskrift används för att helt skapa ett flerfärgat ljusfältsutskrift (LFP) i ett enda steg, utan användning av färgämnen, och utan behov av manuell justering av mikrolinser till färgpixlarna. Utskrifterna är inbäddade med upp till 225 bildrutor i en enda LFP för att generera mjuka visningsövergångar med oöverträffad upplösning. Dessa effekter kommer att leda till 2D-utskrifter som producerar ultrarealistiska 3D-bilder i framtiden."

Teamet förutser att högupplösta LFP:er kommer att bli mer lättillgängliga på marknaden när nanoteknik möjliggör större skalbarhet och genomströmning. Denna forskning publicerades i Naturkommunikation .