IstruzioneRicerca

Un nuovo inchiostro a cristalli liquidi per la stampa 3D

I ricercatori TU/e ​​ora cercano possibili applicazioni nel settore sanitario e dell'illuminazione

0 Condivisioni

I ricercatori di TU/e ​​hanno risolto i problemi associati alla stampa 3D di materiali di inchiostro a cristalli liquidi colesterici e hanno sviluppato un nuovo inchiostro riflettente la luce che può essere utilizzato con le tecniche di stampa 3D esistenti. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Materials.

In natura, i materiali iridescenti, che mostrano un cambiamento di colore se visti da diverse angolazioni, si trovano nelle ali delle farfalle e nella madreperla nel guscio interno dei molluschi. I cristalli liquidi colesterici, un materiale artificiale con proprietà tra liquidi e cristalli solidi, possono imitare i colori delle ali delle farfalle. I cristalli liquidi sono utilizzati in televisori e smartphone, ma le applicazioni future per i sensori sanitari o l’illuminazione decorativa sono difficili poiché i materiali non possono essere utilizzati in metodi di produzione avanzati e rapidi come la stampa 3D. I materiali non sono abbastanza viscosi per creare strutture stabili e solide ed è difficile allineare le molecole per produrre colori specifici.

inchiostro a cristalli liquidi

Una versione artificiale di questi materiali naturali è il cristallo liquido colesterico, che è già stato utilizzato come materiale “intelligente” in riflettori di luce, finestre commutabili e collettori di energia solare sintonizzabili.

Per le applicazioni sanitarie in sensori indossabili morbidi o illuminazione decorativa, i cristalli liquidi colesterici sono ideali. Fino ad ora, però, mancava un modo semplice per produrre questi materiali e realizzare dispositivi con questi materiali.

I ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Chimica della TU/e ​​in collaborazione con TNO, DSM, Brightlands Materials Center (nel consorzio DynAM) e SABIC hanno creato un inchiostro a base di elastomeri a cristalli liquidi ispirato alla natura che può essere stampato in 3D su una superficie tramite Direct-Ink-Writing (DIW). L’autore principale dello studio è Jeroen Sol, con Albert Schenning e Michael Debije del gruppo Stimuli-responsive Functional Materials and Devices (SFD) a capo del progetto di ricerca.

“DIW è un approccio di stampa 3D basato sull’estrusione in cui un inchiostro viene erogato da un piccolo ugello su una superficie strato per strato. Gli attuali inchiostri a cristalli liquidi colesterici non possono essere stampati con DIW, quindi abbiamo creato un inchiostro a cristalli liquidi compatibile con DIW”, afferma Sol.

Il nuovo inchiostro a cristalli liquidi ha diverse proprietà chiave. Innanzitutto, le proprietà di riflessione della luce dell’inchiostro si basano sul preciso allineamento elicoidale delle molecole in tutto il materiale, il che richiede una messa a punto del processo di stampa. In secondo luogo, le molecole nell’inchiostro possono autoassemblarsi in tali strutture che mostrano colori simili ai materiali iridescenti naturali, come quelli delle ali delle farfalle. In terzo luogo, il nuovo inchiostro ha una viscosità maggiore rispetto agli inchiostri precedenti, il che lo rende adatto alla stampa DIW.

Infine, il nuovo inchiostro è nuovo, facile da realizzare, facile da elaborare e basato su materiali precedentemente sviluppati dal gruppo di ricerca SFD presso TU/e ​​per rivestimenti riflettenti la luce, che lo rendono adatto alla stampa 3D.

“Per stampare con successo il nuovo inchiostro con DIW, abbiamo variato parametri come la velocità di stampa e la temperatura. E per far stampare correttamente l’inchiostro, abbiamo anche realizzato un inchiostro contenente cristalli liquidi a basso peso molecolare”, ha osservato Sol. I ricercatori sono stati in grado di utilizzare il nuovo inchiostro per stampare ali di farfalla sintetiche.

Con grande sorpresa dei ricercatori, tuttavia, sono stati anche in grado di controllare l’allineamento molecolare su nanoscala in modo molto accurato variando la velocità di stampa. Ciò ha permesso ai ricercatori di avere un maggiore controllo sull’aspetto e sulle proprietà di riflessione della luce del materiale. “Tradizionalmente, questo livello di controllo è possibile solo con dispositivi di fabbricazione molto specializzati, quindi farlo con il nuovo inchiostro e la stampa 3D DIW è una vera svolta”, ha spiegato Sol.

Dato che il nuovo inchiostro a cristalli liquidi può essere stampato con DIW, potrebbe essere utilizzato in future procedure di stampa per dispositivi medici personalizzati come sottili biosensori indossabili che interagiscono visivamente e in modo colorato con chi lo indossa.

“Inoltre, la combinazione del nostro nuovo inchiostro e DIW può essere utilizzata per stampare le strutture ottiche specializzate necessarie per i visori di realtà aumentata in cui le immagini della vita reale e artificiali sono perfettamente combinate”, ha aggiunto Sol. “I nuovi materiali potrebbero trovare la loro strada nelle HoloLenses del futuro – ora sarebbe qualcosa di straordinario!”.

Dettagli completi del documento:
Iridescenza anisotropica e modelli di polarizzazione in un polimero fotonico chirale scritto con inchiostro dirett “, Jeroen Sol, Lanti Yang, Nadia Grossiord, Albert Schenning e Michael Debije, Advanced Materials, (2021).

 

0 Condivisioni
Tags
Research 2021
Ceramic AM Market Opportunities and Trends

This market study from 3dpbm Research provides an in-depth analysis and forecast of the ceramic additive ma...

Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

Articoli Correlati

Back to top button

Utilizziamo i cookie per offrirti la migliore esperienza online. Accettando l'accettazione dei cookie in conformità con la nostra politica sui cookie.

Privacy Settings saved!
Impostazioni

Quando visiti un sito Web, esso può archiviare o recuperare informazioni sul tuo browser, principalmente sotto forma di cookies. Controlla qui i tuoi servizi di cookie personali.


Tracciamo le informazioni anonime degli utenti per migliorare il nostro sito web.
  • _ga
  • _gid
  • _gat

Rifiuta tutti i Servizi
Accetta tutti i Servizi
Close
Close

ADDITIVATI ADESSO

 

Iscriviti per ricevere le ultime notizie sull'industria della stampa 3D.

Ho letto e accetto l'informativa sulla privacy.*

Questa informazione non sarà mai condivisa con terze parti

BENVENUTO A 

BORDO!