Naukowcy opracowują inteligentny tusz do druku 3D, który zmienia kształt i kolor

"Ta technika daje życie obiektom drukowanym w 3D" - powiedział Chenfeng Ke, asystent profesora chemii w Dartmouth. "Chociaż wiele struktur drukowanych w 3D to tylko kształty, które nie odzwierciedlają właściwości molekularnych materiału, atramenty te wprowadzają funkcjonalne cząsteczki do świata drukowania 3D. Możemy teraz drukować inteligentne obiekty do różnych zastosowań. "

Aby stworzyć inteligentny atrament, naukowcy użyli opartego na polimerach" pojazdu ", który integruje inteligentne układy molekularne z żelem drukarskim i przenosi ich funkcje z nanoskalowość do makroskali. Daje to wydrukowany obiekt o projekcie molekularnym, który jest zaprogramowany do transformacji. Może zmienić kształt za pomocą bodźca chemicznego lub zmienić kolor, jeśli świeci na nim światło.

"To jest coś, czego nigdy wcześniej nie widzieliśmy" - powiedział Ke. "Nie tylko możemy drukować obiekty 3D, możemy określić molekuły w tych obiektach, aby zmienić ich układ na poziomie, który jest widoczny gołym okiem po wydrukowaniu. Ten rozwój może uwolnić ogromny potencjał rozwoju inteligentnych materiałów. "

Inteligentny atrament może drukować z rozdzielczością 300 mikronów, ale ostateczny produkt ma 30 mikronów.

" W procesie tym można użyć drukarki o wartości 1000 USD, aby wydrukować to, co kiedyś wymagało drukarki o wartości 100 000 USD "- powiedział Ke. "Ta technika jest skalowalna, szeroko dostosowywana i może radykalnie obniżyć koszty."

Nowy proces pozwala projektantom zachować określone funkcje molekularne i wyrównania w materiale, a następnie przekształcić je w druk 3D. Zmniejszając rozmiar obiektu po wydrukowaniu, naukowcy mogą zachować funkcje funkcjonalne i zwiększyć rozdzielczość. Ostatecznie naukowcy są przekonani, że technologia ta może zostać wykorzystana do inteligentnych systemów trójwymiarowych, które mogą dynamicznie zmieniać konfigurację, a także do nowej klasy obiektów drukowanych 3D w makroskali, które mogą dostarczać leki lub wytwarzać kości zastępcze o wysokiej rozdzielczości.

"Wierzymy, że to nowe podejście zainicjuje rozwój materiałów drukarskich 3D opartych na małych cząsteczkach i znacznie przyspieszy rozwój inteligentnych materiałów i urządzeń poza naszym obecnym zasięgiem, które są w stanie wykonywać złożone zadania w odpowiedzi na bodźce środowiskowe," Naukowcy stwierdzili.

Badania zostały opublikowane w artykule zatytułowanym "Hierarchiczne wspólne złożenie wspomagające bezpośrednie pisanie atramentowe", do którego można uzyskać dostęp tutaj. Autorzy to Longyu Li, Pengfei Zheng, Zhiyun Zhang, Qianming Lin, Yuyang Wu, Alexander Cheng,Yunxiao Lin, Christina M. Thompson, Ronald A. Smaldone i Chenfeng Ke CD3D .