Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich erstmals Bragg-Spiegel mit einer Reflektion von mehr als 99 Prozent in variabler Grösse drucken lassen. Bisher mussten diese Spiegel aufwendig in teuren Vakuumapparaturen hergestellt werden. Das Verfahren könnte den Weg zur digitalen Fertigung massgeschneiderter Spiegel eröffnen. Details sind in "Advanced Materials" nachzulesen.
"Es war eine grosse Herausforderung, geeignete Tinten zu entwickeln und ein zuverlässiges Verfahren zur Herstellung mehrerer Schichten zu etablieren", so Projektleiter Uli Lemmer vom Lichttechnischen Institut des KIT. Die Bestandteile der Tinten müssten passende optische Eigenschaften haben und ausserdem löslich sein. Darüber hinaus sollte jede Schicht so gleichmässig wie möglich sein, um einen einheitlichen Stapel an Schichten zu gewährleisten.
Das Team setzt dabei auf Nanopartikel: Als optisch wirksame Bestandteile der Tinten kommt ein Mix zweier unterschiedlicher Materialien, Titandioxid und Polymethylmethacrylat, zum Einsatz. Damit gelingt es, die optischen Eigenschaften und die Dicke einer einzelnen Schicht mit extremer Präzision im Tintenstrahldruck zu erzeugen. "Wir haben einen ultrahohen Reflektionsgrad von 99 Prozent mit nur zehn Doppelschichten erreicht", sagt Lemmer.
Die von den Forschern am LTI entwickelte Herstellungsmethode lässt sich einerseits auf sehr kleine Flächen bis hinab in Bereiche von einigen Mikrometern anwenden, sodass zum Beispiel optische Komponenten für die Mikrosystemtechnik oder für Kamerasysteme einfach hergestellt werden können. Andererseits können auch grosse Flächen wie Solarmodule, Fassadenelemente oder Werbedisplays von einigen Quadratmetern bedruckt werden. Sogar auf flexible Kunststofffolien konnten die Spiegel bereits gedruckt werden, heisst es.
