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Fasci di luce intersecanti utilizzati per stampare in 3D interi strati alla volta

I ricercatori QUT hanno utilizzato due diversi colori di luce per controllare le reazioni chimiche nei materiali avanzati

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Il team di ricerca interdisciplinare del Center for Materials Science di QUT ha utilizzato fasci di luce intersecanti per controllare le reazioni chimiche nei materiali avanzati e stampare in 3D interi strati alla volta. Il team, della Scuola di Chimica e Fisica di QUT, composto dalla Dott.ssa Sarah Walden, Leona Rodrigues, la Dott.ssa Jessica Alves, il Professore Associato James Blinco, la Dott.ssa Vinh Truong e il Professore Christopher Barner-Kowollik, hanno pubblicato la loro ricerca su “Formazione di legame covalente attivato dalla luce a due colori” in Nature Communications.

Secondo il Dr. Walden, la luce è uno strumento particolarmente desiderabile per attivare processi chimici, a causa della precisione che offre nell’avviare una reazione. “La maggior parte del lavoro che i ricercatori del Soft Matter Materials Group di QUT hanno svolto in passato con la luce è stato quello di utilizzare un raggio laser per avviare e fermare una reazione chimica lungo l’intero volume in cui la luce colpisce il materiale”, ha affermato il dottor Walden. “In questo caso abbiamo due fasci di luce di colore diverso, e la reazione avviene solo dove i due fasci si intersecano. Usiamo un colore di luce per attivare una molecola e il secondo colore di luce per attivare un’altra molecola. E dove i due fasci di luce si incontrano, le due molecole attivate reagiscono per formare un materiale solido. Normalmente, in una stampante 3D, il getto d’inchiostro si muove in due dimensioni, stampando lentamente uno strato 2D prima di spostarsi verso l’alto per stampare un altro strato sopra… Ma usando questa tecnologia, potresti avere un intero foglio bidimensionale attivato e stampare l’intero foglio in una volta”.

 

Tali materiali attivati ​​a due colori sono attualmente molto rari, secondo il professor Barner-Kowollik. “Questo progetto mira a dimostrare la fattibilità dell’inchiostro per la futura generazione di stampanti”.

Il professor Barner-Kowollik, che ha concentrato la sua carriera sul potere e sulle possibilità della luce nella scienza dei materiali, è stato recentemente premiato con il più alto premio australiano per la chimica, la medaglia David Craig del 2022, assegnata dall’Accademia australiana delle scienze.

Una delle sfide del progetto era trovare due molecole che potessero essere attivate da due diversi colori di luce e poi farle reagire insieme, secondo il professor Barner-Kowollik. “Ecco da dove viene l’innovazione… Vuoi che una molecola venga attivata con un colore di luce ma non con l’altro colore, e viceversa… Non è facile da trovare, in realtà è piuttosto difficile”.

Dopo molto lavoro, il Dr. Truong è stato in grado di trovare due molecole che hanno reagito ai fasci di luce che si intersecano nel modo richiesto e si sono combinate per formare un materiale molto solido. “Nella nostra progettazione chimica, entrambi i processi attivati ​​dalla luce sono reversibili… Quindi, possiamo controllare esattamente quando e dove può formarsi il materiale solido”, ha affermato il dott. Truong.

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