Chamäleons inspirieren neue mehrfarbige 3D-Drucktechnologie

Inspiriert von der Fähigkeit der Chamäleons, die Farbe zu wechseln, haben Forschende der Universität Illinois Urbana-Champaign eine nachhaltige Technik entwickelt, um mit einer einzigen Tinte mehrere, dynamische Farben in 3D zu drucken.

Die UV-gestützte Direktschreibtechnik für 3D-Druck, entwickelt von Ying Diao, Associate Professorin für Chemie und chemische sowie biomolekulare Ingenieurwissenschaften, und ihrem Team, ermöglicht es, die strukturelle Farbe durch Anpassung des Lichts zu verändern. Diese Methode kontrolliert die verdunstungsbedingte Zusammenstellung speziell entworfener vernetzender Polymere.

“Durch die Entwicklung neuer chemischer Verfahren und Druckprozesse können wir die strukturelle Farbe im Handumdrehen modulieren, um Farbverläufe zu erzeugen, die bisher nicht möglich waren”, so Ying Diao, außerordentliche Professorin für Chemie und Chemie- und Biomolekulartechnik an der University of Illinois Urbana-Champaign und Forscherin am Beckman Institute for Advanced Science and Technology.

“Diese Arbeit ist ein großartiges Beispiel für die Kraft der Zusammenarbeit”, sagte Mitautor Damien Guironnet, außerordentlicher Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik.

“Im Gegensatz zu herkömmlichen Farben, die von chemischen Pigmenten oder Farbstoffen stammen, die Licht absorbieren, stammen die in vielen biologischen Systemen vorkommenden Strukturfarben von nanostrukturierten Oberflächen, die sichtbares Licht interferieren. Das macht sie lebendiger und potenziell nachhaltiger”, sagt Sanghyun Jeon, Hauptautor und Doktorand im Diao-Labor.

Die Forschenden sind in der Lage, strukturelle Farben im sichtbaren Wellenlängenbereich von tiefem Blau bis Orange zu erzeugen.

“Die Arbeit zeigt, dass wir alle voneinander gelernt haben, indem wir unsere Erfolge und Herausforderungen miteinander geteilt haben”, sagte Mitautor Simon Rogers, ein außerordentlicher Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik.

“Nur durch die Zusammenarbeit konnten wir dieses System auf molekularer Ebene so gestalten, dass es solch faszinierende Eigenschaften aufweist”, sagte Mitautor Charles Sing, außerordentlicher Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik und Materialwissenschaft und -technik.

Diese Entdeckung verspricht nicht nur einen Fortschritt in der Farbgestaltung und -anwendung im 3D-Druck, sondern auch einen Schritt hin zu einer nachhaltigeren Produktion von farbigen Materialien.