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Intelligente 3D-Druckfarbe ermöglicht es Strukturen, Form und Farbe zu ändern

Forscher vom Dartmouth College haben eine neue Tinte entwickelt, die Größe und Farbe ändert, wenn sie verschiedenen Reizen ausgesetzt wird.

3D-Drucker erstellen alles von Prothesen bis hin zu Häusern und sogar Essen Eine neue Art von Tinte könnte diese Funktionen jedoch noch weiter erweitern. Forscher vom Dartmouth College haben eine neue Art von intelligenter Tinte entwickelt, die zu einem völlig neuen Stil von 3D-Druckmaterialien führen könnte.

Mit der Tinte können Strukturen Form und Farbe ändern, was verspricht, einem bereits funktionalen Handwerksstil mehr Funktionalität zu verleihen. Das Team von Dartmouth wollte sich auf die aufkommende Technologie des formverändernden intelligenten Drucks konzentrieren - auch bekannt als 4D-DruckDer 3D-Druck hofft, dass der 4D-Druck eine kostengünstige Option für kritische Teile in Bereichen wie Energie für die Biomechanik bieten könnte.

"Diese Technik erweckt 3D-gedruckte Objekte zum Leben", sagte Chenfeng Ke, Assistenzprofessor für Chemie in Dartmouth. "Während viele 3D-gedruckte Strukturen nur Formen sind, die die molekularen Eigenschaften des Materials nicht widerspiegeln, sind diese TintenBringen Sie funktionale Moleküle in die 3D-Druckwelt. Wir können jetzt intelligente Objekte für eine Vielzahl von Anwendungen drucken. "

Innovation

Mit dieser 3D-Druckerei können Sie selbst scannen und drucken.

Die meisten gängigen 3D-Druckfarben verwenden photohärtende Harze, die harte, plastische Objekte oder starre Strukturen erzeugen. Die Forscher stellten fest, dass diese Strukturen häufig zufällige molekulare Architekturen aufweisen. Das Dartmouth-Team entwickelte ein neues Verfahren, mit dem Designer ihre idealen molekularen Ausrichtungen beibehalten könnenund seine Funktionen. Das Verfahren kombiniert neue Techniken sowohl im Vor- als auch im Nachdruck. Die Forscher konnten sogar gedruckte Objekte auf 1 Prozent ihrer ursprünglichen Größe und mit der 10-fachen Auflösung verkleinern, berichtete die StudieObjekte können sogar ihre Farbe als Reaktion auf Reize wie Licht ändern.

Laut Ke könnte die intelligente Tinte Forschern ersparen, die die Technologie für andere Disziplinen nutzen möchten, Zeit, Geld und andere Ressourcen.

"Bei diesem Verfahren kann ein Drucker im Wert von 1.000 US-Dollar zum Drucken eines Druckers verwendet werden, für den früher ein Drucker im Wert von 100.000 US-Dollar erforderlich war", sagte Ke. "Diese Technik ist skalierbar, weitgehend anpassbar und kann die Kosten drastisch senken."

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Die intelligente Tinte stammt von einem Vehikel auf Polymerbasis, das molekulare Systeme im Druckgel kombiniert. Dadurch können die Moleküle ihre Funktionen schnell von der Nanoskala auf die Makroskala verlagern.

In einer Erklärung sagte das Team " Wir glauben, dass dieser neue Ansatz die Entwicklung von 3D-Druckmaterialien auf der Basis kleiner Moleküle einleiten und die Entwicklung intelligenter Materialien und Geräte, die wir derzeit nicht verstehen und die in der Lage sind, komplexe Aufgaben als Reaktion auf Umweltreize zu erledigen, erheblich beschleunigen wird. "

Die Forscher hoffen, dass ihre neue intelligente Tinte dazu beitragen kann, einige Frustrationen beim aktuellen Druck zu lindern - insbesondere für Materialchemiker, Druckingenieure, Bioingenieure und andere Forscher, die nach funktionaleren und anpassbareren Druckfunktionen suchen.

"Dies ist etwas, was wir noch nie gesehen haben. Wir können nicht nur Objekte in 3D drucken, sondern auch die Moleküle in diesen Objekten anweisen, sich auf einer Ebene neu anzuordnen, die nach dem Drucken mit bloßem Auge sichtbar ist. Diese Entwicklung könnte das auslösengroßes Potenzial für die Entwicklung intelligenter Materialien ", sagte Ke.

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Ke und sein Team haben festgestellt, dass sie noch weit von intelligenten 3D-Systemen entfernt sind, die ihre Form dynamisch ändern könnten. Gegenwärtige Anwendungen könnten jedoch eine neue Art von makroskaligen 3D-Objekten für Dinge wie Knochenersatz oder Arzneimittelabgabe erstellen.

Via : Phys.org

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