研究

3D打印的自然灵感使用光子晶体和低价$ 1,000 3D打印机

来自科罗拉多大学提出了将颜色添加到3D打印中的另一种方法。与其使用染料或颜料,一篇新论文在《学术杂志》 ACS Nano中发表的描述是如何通过“合成控制块共聚物(BCP)分子量可以通过利用光子晶体的反射特性来添加颜色。

3D打印金字塔和纳米结构。通过ACS Nano图像。
3D打印金字塔和纳米结构。通过ACS Nano图像。

像其他尖端研究和3D打印的应用该论文从自然中汲取灵感。作者引用孔雀,蝴蝶和甲虫描述了如何”在这些物体中可视化的颜色来自其纳米结构,称为光子晶体(PC)。”

PC是具有光子带隙的周期性介电材料,抑制了特定光频率的传播。由于PC的颜色来自材料的纳米结构,因此已建议将嵌入的结构颜色作为颜料和染料更环保的替代品。因此,模仿自然界观察到的结构色的能力代表了将颜色整合到对象中的可持续方法。

3D打印从自然中汲取灵感

正如3D印刷行业上周报道的那样英国萨里大学和旧金山州立大学之间的合作研究产生了新材料以及通过3D印刷甲状腺复制蝴蝶翼的反射结构的能力。在麻省理学对硅光子学和芯片上的新激光雷达旨在增强3D扫描并同时降低技术的成本

科罗拉多大学研究的应用可能会看到3D打印对象用作光学过滤器或指南。

块共聚物与光子晶体的自组装。通过ACS Nano图像。
块共聚物与光子晶体的自组装。通过ACS Nano图像。

为了制造光子晶体对象,使用了FDM 3D打印。通过实验,科学家能够使对象成为“反映在可见光谱上的光的特定频率。”

消除研究障碍

尽管这项研究本身令人着迷,但更引人注目的是它是使用的事实3D打印机,价格低于$ 1000,Flashforge Creator Pro双重挤出3D打印机

小组设计的树突状或分支形式的块共聚物是用作光子晶体的,然后将3D打印用于处理。3D打印允许研究人员创建利用光子特性所需的几何复杂形状。聚合物将聚合物的自组装成纳米结构材料,发生在挤出过程中。

该研究由Bret M Boyle,Tracy A. French,Ryan Michael Pearson,Blaine G. McCarthy和Garret M. Miyake和可以在ACS Nano Journal中阅读完整纸张

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