Filament, którego kolor zależy od punktu widzenia

Filament, którego kolor zależy od punktu widzenia

Materiały dichroiczne, a w szczególności szkło dichroiczne są znane ludzkości od dawna. Przedmioty wykonane ze szkła dichroicznego mogą przybierać różne kolory w zależności od kąta padania światła i kąta patrzenia. Naukowcy z holenderskiego Wageningen University pracują nad materiałem do druku 3D o podobnych właściwościach.

Jednym z najsławniejszych i najstarszych przedmiotów wykonanych ze szkła dichroicznego jest kielich Likurga, pochodzący z IV wieku n.e. Wykonany przez artystów ze starożytnego Rzymu dzięki dodaniu do szkła drobin srebra i złota, przybiera różne barwy w zależności od tego, jak jest oświetlony. Przy oświetleniu od strony obserwatora kielich przybiera barwę zieloną, zaś gdy źródło światła znajduje się wewnątrz kielicha, ten staje się czerwony.

Kielich Likurga. Źródło: OIST

W pracy opublikowanej niedawno na łamach Beilstein Journal of Nanotechnology, holenderscy naukowcy przedstawiają proces uzyskiwania dichroicznego materiału, który byłby zdatny do wykorzystania w druku 3D. Wyprodukowany przez nich roztwór zawierał nanocząsteczki złota o rozmiarze około 10 nm. W  celu stworzenia własnego dichroicznego filamentu wybrali PVA – wybrany ze względu na rozpuszczalność w wodzie, co ułatwiło zmieszanie z roztworem AuNP, jak również dlatego, że ma właściwości stabilizujące nanocząsteczki. Z nanokompozytu AuNP-PVA wytłoczono filament, a następnie wydrukowano w 3D kilka obiektów testowych. Ponieważ złoto w kompozycie stanowi zaledwie 0,07%, nie zaobserwowano znaczących różnic we właściwościach mechanicznych filamentu względem „tradycyjnego” PVA.

Dichroizm wydruków daje się zaobserwować, gdy grubość ścianki przekracza 0,4 mm. Odbite światło daje wrażenie brązowej barwy przedmiotu, zaś światło przepuszczone sprawia, że wydruk staje się fioletowy i transparentny. Niektóre przedmioty, w celu zabezpieczenia przed wodą, zostały dodatkowo pokryte warstwą nietoksycznego, elastycznego PDMS. Efekt dichroiczny nie zmienił się w ciągu sześciu miesięcy obserwacji wydruków – zarówno pokrytych PDMS, jak i tych pozbawionych ochrony.

Jak wskazują naukowcy, dichroiczne PVA mogłoby wejść do powszechnego użytku na komercyjnych drukarkach FDM. Wydruki o dichroicznych właściwościach miałyby nie tylko wartość estetyczną, mogłyby również znaleźć zastosowanie w optyce – na przykład w produkcji filtrów.

Źródło: Kool, L.; Bunschoten, A.; Velders, A. H.; Saggiomo, Gold nanoparticles embedded in a polymer as a 3D-printable dichroic nanocomposite material, V. Beilstein J. Nanotechnol. 2019, 10, 442–447.

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close