導讀
據日本京都大學官網近日報道，該校研究人員採用全新的無墨技術製作出世界上最小的“浮世繪”，這項技術有望徹底革新我們的印刷方式。
背景
葛飾北齋（1760年-1849年）是日本藝術界的泰斗，如同西方的達芬奇、梵高和倫勃朗一樣，在他的祖國非常受人尊崇。在他所有的名作中，《神奈川衝浪裡》是其藝術天才最好的證明。
（圖片來源：維基百科）
人類的境況需要藝術來表達。在葛飾北齋拿起木版和畫刀之前約三萬八千年，印尼婆羅洲東加里曼丹省的一個稱為“Lubang Jeriji Saléh”的洞穴中，一位居民用赭石在洞壁上畫了一幅野牛的圖案，創作出了世界上目前已知最早的具象繪畫。
（圖片來源：維基百科）
此後的藝術家，從上古石器時代到19世紀的日本再到如今的街頭藝術家，都有著一個共同的依賴：顏料。
（圖片來源：維基百科）
創新
近日，日本京都大學（Kyoto University）的研究團隊創造出世界最小的《神奈川衝浪裡》作品，寬度僅為1毫米。更重要的是，他們還做到了葛飾北齋大師也無法做到的事情。他們沒用顏料就創作出了這幅作品。換句話說，這也是史上首次不用顏料就印刷出來的《神奈川衝浪裡》作品。
（圖片來源：京都大學iCeMS）
京都大學綜合細胞材料科學研究所（iCeMS）的 Pureosity 研究小組開展了這項研究。相關論文發表在《自然（Nature）》期刊上。
技術
該研究小組領頭人 Easan Sivaniah 教授解釋道：“當聚合物受到應力（一種在分子水平上的‘伸展’）時，會經歷一種稱為‘龜裂（crazing）’的過程。該過程中，聚合物會形成微小、纖細的纖維，這種纖維也稱為‘纖維絲’。這些纖維會引發強烈的視覺效應。比如，當無聊的小學生將一把透明的尺子反覆彎曲，直到塑料受拉伸後開始變模糊，形成一種不透明的白色時，他就會看到龜裂現象。”
陶瓷上出現裂紋的現象（圖片來源：維基百科）
iCeMS 的研究人員明顯地意識到，他們也能通過一種週期模式控制微小纖維絲的形成和組織的方式，即所謂的“組織化的微纖維顫動（OM）”，來控制光線散射，從而創造出跨越整個可見光譜的色彩，從藍色到紅色。一種全新、革命性的調色板就這樣誕生了。印刷不再需要依賴於顏料。”
動物學家們對於這種非色素基的色彩現象早就熟悉了，他們稱之為“結構性色彩”。大自然在蝴蝶絢麗的翅膀、雄孔雀華麗的羽毛以及其他色彩斑斕的鳥類身體上創造出的鮮豔色彩，正是這種結構性色彩。事實上，地球上某些色彩最豔麗的野生動物並沒有色素沉著，而是依賴於光線與表面結構的相互作用，產生讓人著迷的美麗色彩。
（圖片來源：維基百科）
（圖片來源：維基百科）
價值
OM 技術將帶來一種無墨水的大規模彩色印刷工藝，該工藝將在一系列柔性且透明的介質上，生成分辨率達14000 dpi 的圖像。這將為我們帶來數不盡的應用，例如鈔票防偽技術。但是，就像 Sivaniah 煞費苦心強調的那樣，該技術的應用將遠遠超越傳統的印刷理念。
（圖片來源：京都大學iCeMS）
他表示：“OM 技術使我們能為各種氣體與液體印刷多孔網絡，使之不僅透氣還適合穿戴。所以，例如在醫療與健康領域中，我們有可能將它合併到位於你的皮膚或者隱形眼鏡上的某種柔性‘流體電路板’中，從而將必要的生物醫學信息發送至雲端，或者直接發送給你的醫護專業人員。”
無論從字面意義還是從比喻意義上說，OM 都是一項靈活多用的技術。京都大學的研究人員已經證明，這項技術可應用到許多常用聚合物中，例如聚苯乙烯和聚碳酸酯。後者是一種在食品與藥品包裝領域廣泛使用的塑料。所以，這項技術顯然可以應用於食品與藥品安全領域，通過創造出很像水印的安全標籤，來保證產品沒有被打開或者蓄意破壞過。
這篇論文的領導作者 Masateru Ito 認為，這項開創性的研究所提出的基本原理還將為我們帶來更多精彩。他表示：“我們已經展示了應力能在亞微米長度尺度上受到控制，從而創造出受控結構。然而，它也有可能創造出受控功能。我們在聚合物中證明了這一點，並且我們知道，金屬或者陶瓷也會產生裂紋。我們很興奮地想知道，我們是否也可以在這些材料中操控裂紋。”
關鍵字
印刷、藝術、聚合物、柔性、防偽
參考資料
【1】Masateru M. Ito, Andrew H. Gibbons, Detao Qin, Daisuke Yamamoto, Handong Jiang, Daisuke Yamaguchi, Koichiro Tanaka & Easan Sivaniah (2019). Structural colour using organized microfibrillation in glassy polymer films. Nature, 570(7761), 363-367.
【2】https://www.kyoto-u.ac.jp/en/research/research_results/2019/190620_1.html