Uniwersytet Wageningen: dodawanie niektórych błysków do obiektów drukowanych 3D za pomocą złotych nanocząsteczek

Nanotechnologia może wydawać się nowatorska i zaawansowana, ale faktycznie była używana od tysięcy lat. Metaliczne nanocząstki są obecne w szkle i ceramice sprzed setek tysięcy lat, nadając przedmiotom błyszczący, błyszczący wygląd. W artykule zatytułowanym "Nanocząstki złota z osadzonym tworzywem sztucznym jako materiał dichroiczny z nanokompozytowym drukiem 3D" grupa naukowców omawia sposób wytwarzania nanokompozytu drukowanego w 3D złożonego z nanocząstek złota dichroicznego i polimeru do druku 3D.

"Dichroic AuNP (nanocząstki złota) zostały przygotowane przy użyciu zmodyfikowanej metody Turkevicha, redukując w ten sposób jony złota do nanocząsteczek złota, wykorzystując cytrynian jako środek redukujący i blokujący ", wyjaśniają naukowcy. "W klasycznej metodzie Turkiewicza wrzący roztwór kwasu chloroaurynowego poddaje się reakcji z cytrynianem, stosując stosunek molowy cytrynianu do złota wynoszący 10, wytwarzając AuNP około 10 nm. Po zmianie tego stosunku zmienia się również rozmiar otrzymanych nanocząstek. Odkryliśmy, że stosunek cytrynian / złoto między 0,6 a 0,8 dawał dichroiczne nanocząstki, które wykazywały brązowawe odbicie i purpurową transmisję. "

Roztwór nanocząstek badano za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM).

"Prezentowana synteza jest łatwa i szybka, ponieważ uzyskanie roztworu dichroicznego po dodaniu cytrynianu zajmuje tylko kilka minut" - kontynuują naukowcy. "Podczas syntezy roztwór zmieniał kolor wiele razy: żółty roztwór jonów złota stał się niebieski minutę po dodaniu roztworu cytrynianu. Dwie minuty później roztwór wykazywał intensywny czarny kolor, po czym osiągnął dichroiczność po kolejnych dwóch minutach wrzenia. Kolor zmieniony podczas syntezy wskazuje, że tworzenie dichroicznych nanocząstek to nie tylko wzrost zaszczepiony, ale bardziej złożony mechanizm. " CD3D .

Po przygotowaniu złotego roztworu nanocząstek nanocząstki zostały osadzone w materiałach do drukowania 3D, które można było zastosować ze standardową drukarką 3D FDM. Naukowcy wykorzystali jako nośnik alkohol poliwinylowy (PVA), ponieważ jest to jeden z najczęściej używanych materiałów do drukowania 3D, jest rozpuszczalny w wodzie i dlatego może być mieszany z nanocząsteczkami bez potrzeby zmiany rozpuszczalnika, a ponieważ może być stosowany jako środek blokujący dla nanocząsteczek.

Naukowcy porównali wyniki TEM oryginalnego roztworu dichroicznego do AuNP-PVA rozpuszczonego w wodzie i stwierdzili, żenanocząstki były nadal tej samej wielkości i kształtu co oryginalne, co pokazuje, że osadzanie w PVA nie wpływa na stabilność nanocząstek. Na koniec wytłoczono materiał, aby utworzyć włókno do druku 3D FDM. Niewielki procent złota nie wpłynął na drukowność PVA. Naukowcy następnie wydrukowali replikę czwarto-wiecznego kielicha z Lycurgusa i pokryli ją PDMS, aby mógł pomieścić wodę.

"Podsumowując, pokazaliśmy, jak syntetyzować i osadzać dichroiczne nanocząstki w materiałach do druku 3D, "Podsumowują naukowcy. "Nanokompozyt AuNP-PVA jest mechanicznie podobny do gołego plastiku, a jego dichroiczne właściwości optyczne są podobne do tych przedstawionych przez roztwór AuNP. Obiekty z nadrukiem 3D mogą być powlekane, aby uzyskać wodoszczelność i stabilność w temperaturze pokojowej przez długi czas. Możemy wyobrazić sobie tę metodologię do wykorzystania nie tylko przez artystów, ale także do badania właściwości optycznych nanocząsteczek lub, na przykład, w procesie wytwarzania filtrów optycznych 3D. "

Autorami publikacji są Lars Kool, Anton Bunschoten , Aldrik H. Velders i Vittorio Saggiomo.