I colori strutturali appaiono perché il motivo impresso su una superficie cambia le lunghezze d'onda della luce. Scienziati cinesi hanno introdotto un azopolimero che consente l'imprinting di nanopattern in un nuovo processo litografico a temperatura ambiente. Un aspetto chiave della tecnica è il cambiamento di fase indotto dalla luce di un nuovo azopolimero, spiega lo studio pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie . Il processo si basa esclusivamente sulla regolazione della luce e consente la nanostampa anche su substrati flessibili.

Superfici delicatamente strutturate sono presenti in molte aree rilevanti, compresa l'anticontraffazione delle banconote e la fabbricazione di chip. Nel settore dell'elettronica, modelli di superficie, come circuiti stampati, sono creati da processi fotolitografici. Fotolitografia significa che un fotoresist, un materiale polimerico sensibile alla luce ultravioletta (UV), viene irradiato attraverso una maschera. Le aree indebolite vengono lavate via, e le strutture sono finite mediante incisione, imprinting, e altri processi. Per preparare il fotoresist per l'irradiazione della luce UV, riscaldamento e raffrescamento sono passaggi importanti, che causano cambiamenti nel comportamento del materiale.

Sfortunatamente, i materiali tendono a restringersi dopo il raffreddamento, che pone problemi quando si desiderano modelli di dimensioni nanometriche. Perciò, Haifeng Yu e i suoi colleghi dell'Università di Pechino hanno sviluppato un processo di nanolitografia che funziona interamente a temperatura ambiente. La chiave del metodo è un nuovo fotoresist che cambia il suo comportamento meccanico esclusivamente tramite l'irradiazione della luce. Non è più necessaria una fase di riscaldamento. Il nuovo fotoresist contiene un componente chimico chiamato azobenzene, che passa da una forma diritta "trans" a una forma "cis" piegata, e viceversa, quando irradiato dalla luce. Questo azobenzene, che è attaccato alla spina dorsale del polimero, provoca i cambiamenti meccanochimici dell'azopolimero risultante.

Per la realizzazione di modelli, gli autori hanno prima liquefatto lo strato di azopolimero rivestito su una superficie di plastica flessibile illuminandolo con luce UV. Quindi hanno premuto un foglio di silicone trasparente nanomodellato sulle aree liquefatte e hanno irradiato gli strati con luce visibile. Questo indurimento indotto dalla luce dell'azopolimero, che ha adottato il modello nanopattern. Quindi gli scienziati hanno applicato una fotomaschera e hanno irradiato gli strati con luce UV per liquefare le aree scoperte. Per l'impronta finale, hanno premuto un altro foglio nanomodellato sulla struttura dell'azopolimero e hanno indurito gli strati con luce visibile per ottenere lo strato di rivestimento nanomodellato finito. Questa tecnica è chiamata "litografia a nanoimpronta termica".

La superficie nanomodellata è apparsa in più colori strutturali. Minuscole lettere o disegni ornamentali cambiavano i loro colori a seconda dell'angolazione da cui venivano visti. Secondo gli autori, la tecnica non si limita ai colori strutturali. "È adattabile a molti altri substrati come wafer di silicio e altri materiali fotoattivi, " Dicono. I ricercatori prevedono applicazioni in aree di nanofabbricazione in cui sono richiesti processi di imprinting indipendenti dal calore e i materiali fotosintonizzabili presentano vantaggi.