Новая смола для 3D-печати оптимизированна для видимого света
Один из методов 3D-печати включает выборочное воздействие ультрафиолетового (УФ) света на жидкую смолу, в результате чего смола превращается в твердое тело. Теперь ученые разработали новую смолу, которая работает с более безопасным и энергоэффективным видимым светом.
Хотя светочувствительные смолы уже можно использовать в видимом свете, процесс отвердения идет довольно медленно, что делает его непрактичным для реального использования. Ультрафиолетовый свет работает намного быстрее, но его потребности в энергии — и, следовательно, его стоимость — значительно выше.
Кроме того, чрезмерное количество ультрафиолетового излучения может повредить биологические ткани. Это означает, что его нельзя использовать для биопечати тканей, содержащих живые клетки, или для печати структур человеческого тела.
Ультрафиолетовый свет также не проникает в смолу так глубоко, как видимый свет, к тому же он больше рассеивается.
Помня об этих ограничениях, исследователи из Техасского университета в Остине разработали новую смолу, которая состоит из элементов, включая мономер, фотоокислительный катализатор (PRC), два соинициатора и опакирующий агент.
PRC поглощает видимый свет от светодиодов на принтере, вызывая перенос электронов между соинициаторами.
Это, в свою очередь, вызывает полимеризацию (затвердевание) мономера. Агент помогает ограничить процесс обработки только участками, подверженными воздействию света, улучшая разрешение печати.
В лабораторных испытаниях ученые смогли напечатать механически однородные жесткие и мягкие объекты с размерами менее 100 микрометров (микрометр составляет одну миллионную метра).
Наибольшая скорость печати — 46 мм в час была относительно практичной для небольших предметов, но все же составляла менее половины максимальной скорости печати УФ-светом. При этом, как сообщается, фигуру можно улучшить, увеличив интенсивность видимого света или добавив в смолу дополнительные соединения.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале ACS Central Science.