سپس CSPهای مهندسی شده با کربن سیاه مخلوط شدند و از طریق یک چاپگر سه بعدی DIW، Saarpricom Delta UpSD، گرم/اکسترود شدند.
در حالی که موجودات ممکن است از رنگین کمانی برای اهداف حفاظتی یا جفت گیری استفاده کنند، کاربردهای صنعتی زیادی وجود دارد. یک مثال ساده ممکن است سنسور فشاری باشد که با رسیدن به یک سطح آستانه رنگ را تغییر می دهد.
این نوعی رنگین کمانی است که در آن رنگ نشان داده شده به تنش مکانیکی که در حال حاضر توسط ماده تجربه می شود بستگی دارد. این خاصیت که در طبیعت در بال های پروانه، آفتاب پرست و موجودات مشابه دیده می شود، ظاهر رنگی سطح را تغییر می دهد.
صبر کنید، دقیقاً “مکانوکرومیک” چیست؟
پس از تنظیم پارامترهای چاپ، محققان توانستند با استفاده از مواد و چاپگر، اشیاء مختلفی را با موفقیت چاپ سه بعدی کنند. جالب توجه است که دمای پایین تنها 140 درجه سانتیگراد برای اکستروژن استفاده شد.
پرینت سه بعدی مکانیکی با نوردهی متفاوت [Source: Wiley]
پیامدهای این کشف عمیق است. ممکن است این رویکرد تجاری سازی شود تا چاپ سه بعدی نه تنها رنگ های زنده روی چاپ ها را امکان پذیر کند، بلکه حسگرهای مختلف را مستقیماً در ساختارهای قطعه جاسازی کند.
رویکرد این است که به نوعی ذرات هسته پوسته مبتنی بر پلیمر (CSP) را ایجاد کنیم که برای نشان دادن این ویژگی‌ها طراحی شده‌اند.
محققان روشی برای پرینت سه بعدی قطعات مکانیکی ابداع کرده اند.
نتایج چاپ “رنگ های ساختاری زنده” را همانطور که پیش بینی می شد نشان داد.
محققان توانستند CSPهایی بسازند که با استفاده از “تکنیک پلیمریزاسیون امولسیون تغذیه گرسنگی” به صورت سه بعدی پرینت شوند و با موفقیت روی یک سیستم نوشتن با جوهر مستقیم ترکیبی / FFF چاپ شوند. توضیح می دهند:
محققان نتیجه می گیرند:
تکنیک های مختلفی برای تولید این نوع مواد وجود دارد، اما تاکنون هیچ کدام با موفقیت از پرینت سه بعدی استفاده نکرده اند. این به دلیل مسائل حرارتی است، همانطور که محققان توضیح می دهند:
یک عامل محدود کننده برای چاپ سه بعدی مبتنی بر اکستروژن پلیمرهای واکنشگر مکانیکی، عدم پایداری در برابر دماهای بالا و برش مکانیکی ها در طول پردازش است. بنابراین چاپ سه بعدی مواد مبتنی بر ذرات که رنگ ساختاری را نشان می دهند، راه را برای نسل جدیدی از مواد پاسخگو به محرک ها و ساختارهای پیچیده هموار می کند و بر این محدودیت غلبه می کند. فراتر از آن، رنگ‌های ساختاری برای رنگ‌ها یا پیگمنت‌های مکانیولومسانس مفید هستند، زیرا رنگ‌های واضح‌تری از خود نشان می‌دهند، سازگار با محیط‌زیست هستند و در طول زمان محو یا سفید نمی‌شوند.
ساختار CSP مکانیکی [Source: Wiley]
«ما روش‌های ارائه‌شده در اینجا را برای باز کردن راه‌های جدید برای انواع برنامه‌های کاربردی برای CSP پیش‌بینی می‌کنیم. در زمینه سنجش تغییر شکل، روش‌های پردازش تثبیت‌شده به ساختارهای دوبعدی گرد یا مستطیلی با تنوع محدود ضخامت فیلم محدود شد. با استفاده از رویکرد مبتنی بر چاپ سه بعدی ما، هندسه سنسور بدون زحمت برای مشکل خاص قابل تنظیم است، در حالی که خواص مکانیکی قابل تنظیم است. برای مواد ضد جعل یا فناوری‌های نمایش نوری، روش‌های پیشرفته بر استفاده از ماسک و پس پردازش برای اجرای آرم، علائم یا متن متکی هستند. پرینت سه بعدی نه تنها این مراحل وقت گیر و منابع را حذف می کند، بلکه آزادی طراحی گسترده و امکان سفارشی سازی انبوه را نیز ارائه می دهد.
اشیاء ارائه شده بر روی یک سیستم چاپ هیبریدی DIW-FFF چاپ شده و رنگ ساختاری مکانیکی رنگین کمانی را که از فیلم های اوپال پلیمری شناخته می شود، با سطح بالایی از جزئیات، همانطور که از چاپ سه بعدی تجاری شناخته می شود، ترکیب می کند. با تنظیم کمی پارامترهای سنتز، رنگ محصول نهایی به راحتی قابل تنظیم بود. ما سیستم پاسخگوی محرک خود را به عنوان یک نامزد امیدوارکننده برای ساخت حسگرهای نوری هوشمند، برنامه های کاربردی ضد جعل و سایر دستگاه های نوری پیشرفته تصور می کنیم.
مواد مکانیکی و فرآیند چاپ سه بعدی [Source: Wiley]
همچنین می توان از محرک هایی غیر از استرس مکانیکی برای این اثر استفاده کرد، از جمله میدان های الکتریکی، pH، مغناطیس، و غیره.
