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US-Forscher haben eine Studie über ein modifiziertes 3D-Druckverfahren erstellt, das einen vielseitigen Ansatz zur Herstellung mehrerer Farben aus einer einzigen Tinte bietet.
Das 3D-Druckverfahren ahmt die in der Natur vorkommende Strukturfärbung nach – wobei die Farben über mikroskopisch strukturierte Oberflächen bei Lebewesen und Mineralien wie Chamäleons, Schmetterlingen und Opalen erzeugt werden. In diesem Fall sind 3D-Druckmaterialien in der Lage, Farbe zu reflektieren, indem sie präzise auf nanoskalige Strukturen abgestimmt werden, die als photonische Kristalle bezeichnet werden.
In der Studie wird berichtet, dass es durch sorgfältige Abstimmung des Montageprozesses von einzigartig strukturierten flaschenbürstenförmigen Polymeren während des 3D-Drucks möglich ist, photonische Kristalle mit abstimmbaren Schichtdicken zu drucken, die das sichtbare Lichtspektrum aus einer einzigen Tinte reflektieren.
Die Tinte enthält verzweigte Polymere mit zwei gebundenen, chemisch unterschiedlichen Segmenten. Die Forscher lösen das Material in einer Lösung auf, die die Polymerketten kurz vor dem Druck vermischt. Nach dem Drucken und während die Lösung trocknet, trennen sich die Komponenten im mikroskopischen Maßstab und bilden nanoskalige Schichten, die je nach Geschwindigkeit des Zusammenbaus unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen.
Die Forscher sagten, dass das Farbspektrum, das sie mit dieser Methode erreicht haben, begrenzt ist, aber sie arbeiten daran, Verbesserungen zu erzielen, indem sie mehr über die Kinetik erfahren, die hinter der Bildung der mehreren Schichten in diesem Prozess steht.
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Die komplette Studie der Arbeit mit dem Titel “Tunable structural color of bottlebrush block copolymers through direct-write 3D printing from solution” kann online hier abgerufen werden.
