人間の文字と絵画の歴史は少なくとも3万年前まで遡ることができますが、「液体に書く」ことは常に問題でした。ナノマテリアル分野の主力ジャーナルであるSmallに掲載された新しい論文によると、ドイツの物理学者が率いる国際チームが、水やその他の液体マトリックスに書き込みを行うユニークな方法を発見したという。
誰もが知っているように、水は筆記媒体ではありません。これは、インクが常に動いて渦を巻いているため、水中ですぐに広がり、構造を形成できないためです。これまでの研究では、走査プローブ リソグラフィーを使用して、液体に浸された自己組織化単分子層に「書き込み」を行っていました。現在では、ダイバーが水中で文字を書ける市販の石板も販売されています。ただし、これらの方法はすべて依然として基材に依存します。
今回、研究チームは本当に「液体に書く」方法を設計したいと考えました。このような方法では、描かれた線が急速に広がらないようにする必要があり、描画者は液体媒体中を移動するときにあまり乱流を引き起こさない非常に小さな「ペン」を必要とします。液体中では、動く物体が小さくなるほど、発生する渦や渦が少なくなるからです。
研究チームの解決策は、インクを水の中に直接入れ、渦をまったく発生させずに、直径20～50ミクロンのイオン交換樹脂素材で作られたマイクロビーズをペンとして使用することだ。
ビーズは、水の局所的な pH を変化させ、インク粒子をその領域に引き寄せることによって「書き込み」ます。水槽を傾けると、ビーズの中のインクの粒子が希望の文字をなぞる軌道を描き、水の中に文字を「書く」ことができます。
研究者らは、コインほどの大きさの水槽に、18ポイントのフォントで「I」と同じくらいの大きさの、顕微鏡で観察できる単純な家のようなパターンを描いた。
研究者らは、この技術はまだ初期段階にあるものの、さまざまな可能性を開くものだと述べている。たとえば、この技術は、単独で水中を移動できるレーザー加熱ペンなど、他のタイプのペンに拡張できる可能性があります。このメカニズムは、流体内に非常に複雑な密度パターンを作成するためにも使用できます。
アートは歴史の中で進化してきましたが、この新しいアプローチは、マイクロスケールであっても、書くこと、絵画すること、流動的な構成に対する「多用途」なアプローチを可能にします。