Winziger als Haarspitze 16.12.2015, 13:42 Uhr

Schweizer Forscher drucken kleinstes Farbbild der Welt

Es ist das kleinste jemals mit einem Tintenstrahldrucker gefertigte Bild und passt auf ein einziges Pixel eines Retina-Bildschirms von Apple. Das Motiv: drei Clownfische in einer Anemone. Dafür gibt es für die Forscher der ETH Zürich nun den Eintrag in das Guinness Buch der Rekorde.

Das kleinste Inkjet-Farbbild der Welt misst gerade mal so viel wie die Querschnittsfläche eines menschlichen Haars.

Das kleinste Inkjet-Farbbild der Welt misst gerade mal so viel wie die Querschnittsfläche eines menschlichen Haars.

Foto: Scrona/ETH Zürich

Um in dieses Buch der Rekorde zu gelangen, muss man sich heutzutage schon etwas Besonderes einfallen lassen. Das ist den Schweizer Wissenschaftlern mit dem kleinsten Farbbild der Welt aus einem Tintenstrahldrucker gelungen. Und dabei macht dieser Rekord im Gegensatz zu vielen anderen auch noch richtig Sinn: Die von den ETH-Forschern in Gemeinschaftsarbeit mit der Uni-Ausgründung Scrona verwendete Technologie ist eine vielversprechende Alternative für die Herstellung von Bildschirmen oder optischen Geräten.

Nanopartikel leuchten in definierten Farben

Die Wissenschaftler arbeiten mit sogenannten Quanten-Punkten (QD). Dabei handelt es sich um Nanopartikel, die in definierten Farben leuchten. Die Farbe des von den winzigen Punkten abgegebenen Lichts können die Forscher verändern, indem sie die Größe der QD variieren. Um nun mit diesen Quanten-Punkten ein Bild darzustellen, haben die Schweizer Forscher mehrere Lagen von roten, grünen und blauen QDs übereinander gedruckt. Die Auflösung des so erzeugten Bildes beträgt 25.000 dpi. Damit beträgt der Abstand zwischen zwei Bildpunkten nur 500 Nanometer.

Schnittfläche eines menschlichen Haares

Denn das fertige Bild misst gerade mal 0,0092 mm2 und hat eine Seitenlänge von 0,08 mal 0,115 mm. Dies entspricht in etwa der Schnittfläche eines menschlichen Haares. „Dieses Bild ist so winzig, dass es von blossem Auge nicht mehr sichtbar ist“, sagt Scrona-Mitgründer Patrick Galliker. Anders ausgedrückt: Damit die unabhängigen, von Guinness World Records Limited verifizierten Experten das Mikrobild überhaupt sehen und damit bewerten konnten, mussten sie ein spezielles Mikroskop verwenden. 

Geschrumpft um den Faktor 3333

Und schon konnten sie eintauchen in eine Szene wie aus dem Animationsfilm „Findet Nemo“: Drei Clownfische starren aus einer Seeanemone heraus in die feindliche Unterwasserwelt. Die in Wirklichkeit 10 cm großen bunten Fische wurden für den Mikrodruck um den Faktor 3333 auf eine Größe von 30 Mikrometer geschrumpft. Dank der verwendeten 24-Bit-Farbtiefe, mit der über 16 Millionen Farben dargestellt werden können, wirkt der Mikroausdruck der Unterwasserszenerie enorm lebensecht und natürlich. Für diese Farbtiefe musste die Dicke der einzelnen Farbschichten mit höchster Präzision im atomaren Bereich festgelegt werden. Und das bei jedem einzelnen Pixel.

 Ausdruck von Nemo und Co. dauerte mehrere Stunden

Solche Präzision im Nanobereich war bisher nicht einmal mit modernster Halbleiter-Technik möglich. Die Uni-Ausgründung Scrona sorgt nun für die Skalierung und die Kommerzialisierung der neuen Technologie, so dass sie im großen Maßstab eingesetzt werden kann. Derzeit größter Hemmschuh ist die lahme Geschwindigkeit des Druckvorgangs. So dauerte es mehrere Stunden bis Nemo und seine Freunde fertig ausgedruckt waren. „Damit sich industriell interessante Mengen produzieren lassen, müssen wir das Tempo stark erhöhen“, weiß Patrick Galliker. Den Prototyp eines skalierten Druckkopfes mit hunderten Düsen hat Scrona schon fertig.

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