توسعه جوهر کریستال مایع تغییر رنگ که با فناوری چاپ سه بعدی سازگار: نامزدهای جوایز صنعت چاپ سه بعدی 2021 در حال حاضر باز است. به نظر شما چه کسی باید فهرست کوتاه نمایش امسال را بسازد؟ حالا نظرتون رو بگید
دانشمندان دانشگاه صنعتی آیندهوون (TUE) با توسعه جوهر کریستال مایع تغییر رنگ که با فناوری چاپ سه بعدی سازگار است ، زمینه های جدیدی را به دست آورده اند.
جروئن سول ، نویسنده اصلی این مطالعه ، می گوید: “DIW یک روش چاپ سه بعدی مبتنی بر اکستروژن است که در آن جوهر از یک نازل کوچک به صورت لایه به لایه روی سطح پخش می شود. جوهرهای کریستال مایع فعلی کلسترویک را نمی توان با DIW چاپ کرد ، بنابراین ما جوهر کریستال مایع سازگار با DIW ایجاد کردیم
جوهر کریستال مایع با الهام از طبیعت را می توان با استفاده از نوشتن مستقیم جوهر ، نوعی چاپ سه بعدی بسیار دقیق بر اساس اکستروژن ، بر روی سطوح چاپ کرد. تا کنون ، چاپ چنین موادی در ساختارها و دستگاههای پیچیده بسیار دشوار بوده است ، بنابراین تیم معتقد است که این کار می تواند پیامدهای عمده ای در کاربردهایی مانند روشنایی تزئینی ، حسگرهای پوشیدنی نرم برای نظارت بر سلامت و حتی اپتیک واقعیت افزوده داشته باشد.
بلورهای مایع کلسترویک
در طبیعت ، موادی را که بر اساس زاویه ای که در آنها دیده می شود تغییر رنگ می دهند ، مواد رنگین کمانی نامیده می شوند. نمونه های اصلی آن برخی از بال های پروانه ای ، نمای بیرونی سوسک های نگین و ماده ای معروف به nacre (مادر مروارید) است که در داخل پوسته نرم تنان یافت می شود.
ما همچنین جایگزینی ساخت دست بشر برای این مواد به نام کریستال مایع کلسترویک داریم ، ماده ای که خواص بلورهای مایع و جامد را به نمایش می گذارد. کریستالهای مایع کلسترویک و همچنین در LCD ها کاربردهای پیشرفته ای به عنوان مواد هوشمند در بازتابنده های نور ، پنجره های قابل تعویض و حتی پنل های خورشیدی دارند.
متأسفانه ، کریستالهای مایع کلسترولی به اندازه کافی چسبناک نیستند تا بتوانند به ساختارهای جامد تبدیل شوند ، بنابراین استفاده از آنها در فرآیندهای تولید پیشرفته مانند چاپ سه بعدی تا کنون غیرممکن بوده و کاربردهای آنها را تا حدودی محدود کرده است. محققان TUE با توسعه یک جوهر کریستال مایع با انعکاس نور سفارشی ، این مانع را پشت سر گذاشته اند ، می توان آن را بیرون کشید و با دقت تراز کرد تا شیب رنگ پیچیده ای تولید کند.
جوهر کریستال مایع قابل چاپ سه بعدی
ویژگیهای بازتاب جوهر آیندهوون به تراز دقیق مارپیچ مولکولهای این ماده بستگی دارد ، که می تواند در طول فرایند چاپ با پارامترهای مختلف مانند سرعت چاپ ، از نزدیک کنترل شود. مولکول های جوهر همچنین می توانند خود را در ساختارهایی که از مواد طبیعی رنگین کمانی تقلید می کنند ، جمع آوری کنند ، بدین معنی که تغییر رنگها با الهام از طبیعت کاملاً امکان پذیر است. علاوه بر این ، جوهر به راحتی تولید می شود و ویسکوزیته است ، که پردازش را از طریق نوشتن مستقیم جوهر آسان می کند.
سول می افزاید: “برای چاپ موفقیت آمیز جوهر جدید با DIW ، ما پارامترهایی مانند سرعت چاپ و دما را متغیر کردیم. و برای اینکه جوهر به درستی چاپ شود ، ما همچنین جوهر حاوی کریستالهای مایع با وزن مولکولی کم ساختیم. به طور سنتی ، این سطح کنترل تنها با دستگاه های ساخت بسیار تخصصی امکان پذیر است ، بنابراین انجام این کار با جوهر جدید و چاپ سه بعدی DIW یک پیشرفت واقعی است. “
اگرچه تا کنون جوهر فقط برای چاپ یک پروانه تغییر رنگ استفاده شده است ، اما سول معتقد است که می توان آن را در دستگاه های پزشکی شخصی مانند حسگرهای زیستی پوشیدنی پویا استفاده کرد. جوهر همچنین ممکن است کاربردهای بالقوه ای در ساختارهای نوری هدست های واقعیت افزوده داشته باشد.
سول در پایان می گوید: “مواد جدید می توانند راه خود را به هولولنزهای آینده باز کنند – اکنون این امر فوق العاده خواهد بود!”
جزئیات بیشتر این مطالعه را می توانید در مقاله ای با عنوان “الگوهای رنگارنگ و پلاریزاسیون ناهمسانگرد در پلیمر فوتونی کایرال جوهر مستقیم نوشته شده” مشاهده کنید. این اثر توسط Jeroen Sol et al.
نوآوری در مواد چاپ سه بعدی سهم عمده ای در پیشرفت برنامه های کاربردی تولید افزودنی کاربردی دارد. در اوایل ماه جاری ، دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ (NTU) سنگاپور و موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) 3D پارچه ای با الهام از نامه زنجیره ای انعطاف پذیر را چاپ کردند که می تواند در صورت تقاضا سفت شود. چاپ سه بعدی از هشت ضلعی پلیمر پلاستیکی نایلونی که به هم متصل می شوند ، می تواند به یک ساختار سفت و سخت تبدیل شود که 25 برابر سفت تر از فرم آرامش است.
در جاهای دیگر ، موسسه فناوری نانو سرباز (ISN) اخیراً از فناوری چاپ سه بعدی در مقیاس نانو برای ایجاد موادی استفاده کرده است که گفته می شود در توقف پرتابه از کولار یا فولاد م moreثرتر است. این ماده نازک تر از یک تار موی انسان است و از تسمه های کربنی کوچکی تشکیل شده است که تترکائیدرهای به هم پیوسته را تشکیل می دهد-ساختارهایی با 14 صورت-که از طریق لیتوگرافی دو فوتونی ساخته شده اند.
