Inspirerade av kameleonternas färgförändrande förmåga har forskare utvecklat en hållbar teknik för att 3D-skriva ut flera dynamiska färger från ett enda bläck.
"Genom att designa nya kemier och tryckprocesser kan vi modulera strukturell färg i farten för att producera färggradienter som inte var möjliga tidigare", säger Ying Diao, docent i kemi och kemisk och biomolekylär teknik vid University of Illinois Urbana-Champaign och en forskare vid Beckman Institute for Advanced Science and Technology.
Studien visas i tidskriften PNAS .
"Detta arbete är en fantastisk illustration av kraften i samarbete", säger medförfattaren Damien Guironnet, docent i kemi- och biomolekylär teknik.
I den här studien presenterar Diao och hennes kollegor en UV-assisterad direkt-bläck-skriv 3D-utskriftsmetod som kan ändra strukturell färg under utskriftsprocessen genom att justera ljus för att kontrollera förångningssammansättningen av specialdesignade tvärbindande polymerer.
"Till skillnad från traditionella färger som kommer från kemiska pigment eller färgämnen som absorberar ljus, kommer de strukturella färgerna som finns i många biologiska system från nanotexturerade ytor som stör synligt ljus. Detta gör dem mer levande och potentiellt mer hållbara", säger Sanghyun Jeon, huvudförfattaren och en doktorand i Diao Lab.
Forskarna kan producera strukturella färger i det synliga våglängdsspektrumet från djupblått till orange. Även om en konstnär kan använda många olika färger för att uppnå denna färggradient, använder forskargruppen ett enda bläck och ändrar hur det skrivs ut för att skapa färggradienten.
"Arbetet visar fördelen med att vi alla har lärt av varandra genom att dela våra framgångar och utmaningar", säger medförfattaren Simon Rogers, docent i kemi- och biomolekylär teknik.
"Endast genom att arbeta tillsammans kunde vi designa det här systemet på molekylär nivå för att ge så fascinerande egenskaper", säger medförfattaren Charles Sing, docent i kemisk och biomolekylär ingenjörskonst och materialvetenskap och ingenjörskonst.
Mer information: Sanghyun Jeon et al, Direkt-bläck-skriv tvärbindbara blocksampolymerer med flaskborste för direkt kontroll av strukturell färg, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2313617121. doi.org/10.1073/pnas.2313617121
Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences
Tillhandahålls av Beckman Institute for Advanced Science and Technology
