Studie zeigt 3D-Druck von PQD-Polymer-Architekturen bei Raumtemperatur

Koreanische Forschende haben eine Technologie entwickelt, die die Herstellung komplizierter dreidimensionaler Strukturen auf Basis von Quantenpunkten (QD) bei Raumtemperatur ermöglicht.

Quantum Dots sind nanoskopische Halbleiterpartikel, die Licht in verschiedenen Farben emittieren können. Die Forschungsgruppe nutzte eine neuartige Zusammensetzung aus Perowskit-Quantum Dots (PQDs), die sich durch hohe Leuchteffizienz und Farbvielfalt auszeichnen. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, die oft eine Hitzebehandlung erfordern, ermöglicht diese neue Technik die Fertigung von QD-basierten 3D-Strukturen ohne Wärmeeinwirkung, wodurch Materialdegradation und Formveränderungen vermieden werden.

Hauptautor Hongryung Jean sagte: “Unser optimiertes 3D-Druckverfahren für QDs ermöglicht eine stabile Herstellung bei Raumtemperatur und verspricht Fortschritte bei Informationsverschlüsselungssystemen und optoelektronischen Drucktechnologien.”

Ein Schlüsselelement der Technologie ist die Verwendung eines hydroxypropylzellulose (HPC) Polymers und Dichlormethan (DCM) als flüchtiges Lösungsmittel, was eine stabile Extrusion der leuchtenden PQD-Tinten bei Raumtemperatur ermöglicht. Durch die Optimierung der Druckparameter können nun Strukturen geschaffen werden, die in den Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB) leuchten.

Die praktische Anwendung dieser Technologie wurde in einer Anti-Fälschungs- und Verschlüsselungssystem demonstriert, in dem 3D-gedruckte geometrische Formen verwendet werden, um die einzigartigen Lichtemissionseigenschaften der PQDs zu nutzen. So wurde beispielsweise ein 6 x 5 Würfel-Array entwickelt, das alphabetische Buchstaben in verschiedenen Winkeln anzeigen kann, was es für sicherheitsrelevante Anwendungen besonders interessant macht.

Der Leiter der Studie, Professor Im Doo Jung vom Fachbereich Maschinenbau der UNIST, sagte: “Dieser Fortschritt bewahrt die Photolumineszenzeigenschaften von PQDs, ohne dass Wärmebehandlungen erforderlich sind, und treibt damit Innovationen in optoelektronischen und Energieanwendungen voran.”

Dieser Fortschritt im 3D-Druck setzt neue Maßstäbe für Verschlüsselungstechnologien und Anti-Fälschungsmaßnahmen im digitalen Zeitalter und öffnet die Tür für zukünftige Anwendungen in verschiedenen industriellen Bereichen.