在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校及其贝克曼高级科学技术研究所,一个由化学与生物分子工程副教授Ying Diao领导的研究团队,已开发出一种突破性的多色3D打印技术。这一技术借鉴了自然界中变色龙令人着迷的颜色变化能力,实现了使用单一墨水在可见光波长范围内产生从深蓝色到橙色的结构色变化。
与以往需要多种材料来实现不同颜色的3D打印方法不同,这项新技术仅需一种由可光交联的洗瓶刷嵌段共聚物(BBCP)制成的墨水。BBCP的独特刷状结构允许在3D打印过程中通过改变紫外线辐射的强度来“动态”调整结构颜色,从而产生一系列微小的层状结构,这些结构在固化后可以呈现出丰富多彩的颜色。
为了展示这一技术的魅力,研究团队制作了色彩缤纷的3D打印艺术作品,包括变色龙图像以及对文森特·梵高《星夜》画作的再现。这两件作品都展示了用单一墨水即可实现的广泛的黄色、绿色和蓝色。这不仅证明了技术的实用性,也展示了其艺术上的可能性。
这项技术的研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,文章标题为“用于动态控制结构颜色的直接墨水写入交联瓶刷嵌段共聚物”。该研究中的新方法预示着它在未来的广泛应用潜力,特别是在新型传感器、生物医学应用和其他多色制造领域。
此外,该团队的研究也指明了树脂3D打印的新方向。传统上,树脂3D打印由于技术限制,每次打印仅能使用一种颜色。然而,通过精确调节光源来控制聚合发生的方式,研究人员已经能够在打印过程中实现颜色的动态变化。这种“直接写入”方法的成功应用不仅为树脂3D打印带来了前所未有的颜色范围,也预示着未来树脂3D打印技术能够实现全彩打印的可能性。
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