Kamæleoner inspirerer til ny flerfarvet 3D-printteknologi

Inspireret af kamæleonernes farveskiftende evne har forskere udviklet en bæredygtig teknik til at 3D-printe flere, dynamiske farver fra et enkelt blæk.

"Ved at designe nye kemier og printprocesser kan vi modulere strukturelle farver i farten for at producere farvegradienter, som ikke var mulige før," sagde Ying Diao, lektor i kemi og kemisk og biomolekylær teknik ved University of Illinois Urbana-Champaign og en forsker ved Beckman Institute for Advanced Science and Technology.

Undersøgelsen vises i tidsskriftet PNAS .

"Dette arbejde er en fantastisk illustration af styrken af ​​samarbejde," sagde medforfatter Damien Guironnet, en lektor i kemi og biomolekylær ingeniørvidenskab.

I denne undersøgelse præsenterer Diao og hendes kolleger en UV-assisteret direkte-blæk-skrive 3D-udskrivningstilgang, der er i stand til at ændre strukturelle farver under printprocessen ved at justere lyset for at kontrollere fordampningssamlingen af ​​specialdesignede tværbindingspolymerer.

"I modsætning til traditionelle farver, som kommer fra kemiske pigmenter eller farvestoffer, der absorberer lys, kommer de strukturelle farver, der er rigelige i mange biologiske systemer, fra nanoteksturerede overflader, der forstyrrer synligt lys. Dette gør dem mere levende og potentielt mere bæredygtige," sagde Sanghyun Jeon, hovedforfatteren og en kandidatstuderende i Diao Lab.

Forskerne kan producere strukturelle farver i det synlige bølgelængdespektrum fra dyb blå til orange. Mens en kunstner kan bruge mange forskellige malinger til at opnå denne farvegradient, bruger forskerholdet et enkelt blæk og ændrer, hvordan det udskrives, for at skabe farvegradienten.

"Arbejdet viser fordelen ved, at vi alle har lært af hinanden ved at dele vores succeser og udfordringer," sagde medforfatter Simon Rogers, lektor i kemi og biomolekylær ingeniørvidenskab.

"Kun ved at arbejde sammen kunne vi designe dette system på molekylært niveau for at give sådanne fascinerende egenskaber," sagde medforfatter Charles Sing, en lektor i kemisk og biomolekylær ingeniørvidenskab og materialevidenskab og ingeniørvidenskab.

Flere oplysninger: Sanghyun Jeon et al., Direkte blæk-skrive tværbindelige flaskebørsteblok-copolymerer til on-the-fly kontrol af strukturelle farver, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2313617121. doi.org/10.1073/pnas.2313617121

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af Beckman Institute for Advanced Science and Technology