Новые чернила для 3D-печати меняют цвет для разных частей одного объекта

Ученые создали носитель для 3D-печати, который может принимать разные цвета в разных частях одного задания печати. Секрет заключается в использовании ультрафиолетового света для избирательного изменения структуры поверхности материала при его дозировании.

Обычно цвет полимеров, экструдированных на 3D-принтерах, определяется синтетическими красителями. Производство этих красителей не только вредно для окружающей среды, но и сами красители могут стать загрязнителями сами по себе после того, как напечатанный объект будет выброшен.

Кроме того, за некоторыми экспериментальными исключениями, вся полимерная нить на одной катушке обычно одного цвета. Это означает, что если кто-то хочет напечатать на 3D-принтере один объект, имеющий разные цвета в разных местах, ему нужно переключаться между разными катушками.

Более того, действительно яркие цвета – например, те, что видны на крыльях бабочек – трудно получить в виде красителей. Так происходит потому, что вместо пигментов крылья бабочки имеют наноразмерные структуры, которые отражают/рассеивают и поглощают окружающий белый свет таким образом, что он воспринимается как ярко-красный, синий или зеленый.

Теперь ученые решили воспроизвести этот эффект с помощью новых светочувствительных чернил для 3D-печати.

Когда чернила подвергаются воздействию УФ-излучения сразу после выдавливания из печатного сопла, молекулы на кончиках кистей сшиваются друг с другом.

Поскольку чернила быстро затвердевают, эти связанные молекулы образуют на поверхности материала наноструктуры, похожие на крылья бабочки.

Синхронизируя такие факторы, как скорость экструзии, движение печатающей головки и интенсивность УФ-излучения, можно настроить процесс таким образом, чтобы различные части готового продукта отображались в цветах от темно-синего до оранжевого в пределах спектра видимого света.

Технология также позволяет создавать градиенты между цветами, которые в противном случае были бы невозможны при 3D-печати.

Статья об исследовании была опубликована в журнале PNAS.