Сегодня люди изучают, как можно использовать 3D-печать в сфере производства, медицине, моде и в даже пищевой промышленности. Но одна из наиболее эффективных форм трехмерной печати имеет серьезный недостаток: она позволяет печатать только черно-белые объекты. Исследователи из Института фотонных наук (Испания) изменили метод 3D-печати с технологией SLS – так, чтобы стало возможным печатать во всех цветах радуги, – пишет портал eurekalert.org. Ученые сообщают о своих результатах в журнале Nano Letters.
3D-принтеры с технологией SLS (selective laser sintering) используют лазер для нагрева порошкообразного материала – обычно нейлона или полиамида. Под действием высокой температуры частицы порошка спекаются – и образуется единая твердая масса. Принтер добавляет материал слой за слоем, пока не будет получена желаемая трехмерная структура. Чтобы снизить энергетические потребности процесса, исследователи решили добавить в полимерные порошки специальные соединения – фотосенсибилизаторы: углеродные нанотрубки, углеродную сажу и графен. Эти материалы поглощают свет гораздо сильнее, чем полимеры, и намного быстрее преобразуют его в тепло, что позволяет использовать более дешевые лазеры с более низкой мощностью. Однако фотосенсибилизаторы на основе углерода могут производить печатные объекты только серого или черного цвета. Ученые из Института фотонных наук (ICFO, The Institute of Photonic Sciences) хотели найти фотосенсибилизатор, который позволил бы печатать цветные объекты с помощью SLS-метода.
Название изображения
Для этого исследователи разработали золотые наностержни, которые бы интенсивно поглощали свет в инфракрасной области спектра, будучи почти прозрачными для видимого света. Они покрыли микроскопические стержни диоксидом кремния (бесцветными кристаллами, которые обладают высокой прочностью), а затем смешали их с полиамидными порошками для печати трехмерных объектов. Они обнаружили, что золотые наностержни преобразуют свет лазера в тепло намного лучше, чем технический углерод. Кроме того, новые фотосенсибилизаторы помогают производить объекты более чистого белого цвета и – при смешивании с красителями – ярко окрашенные трехмерные предметы. Важно отметить, что материалы являются экономически эффективными для крупномасштабного производства. Исследователи подали несколько патентных заявок, связанных с новой технологией.
Обсуждение