Что общего между косметикой, отделкой автомобилей, паспортами, банкнотами, тропическими насекомыми и устрицами? Цвет формируется за счет особой микроскопической организации вещества, из которого состоит материал, часто называемого «радужным» или «голографическим», что относится к яркому, похожему на радугу цвету. Инженер-химик Йерун Сол исследовал, как можно использовать жидкие кристаллы в качестве универсального материала для чернил для создания таких блестящих цветных покрытий.
В последние пару лет 3D-печать нашла широкое применение. Методы, подпадающие под это название, использовались для изготовления деталей лицевых щитков, высокотехнологичных гоночных велосипедов, а также находят применение в персонализированных медицинских процедурах. Смело сказано: если это можно вообразить, то это можно и напечатать — за исключением наших радужных цветов. Беглый взгляд в магазине 3D-печати покажет материалы для печати всех цветов радуги, но ищите блестящее мерцание устрицы, и ваши поиски будут напрасны.
Блестящий блестящий внешний вид
В своей докторской диссертации Йерун Сол описывает, как можно использовать «жидкие кристаллы», чтобы заполнить эту пустоту. Жидкие кристаллы обычно используются в компьютерных мониторах и телевизорах, но их возможности значительно расширяются после некоторых химических модификаций. Жидкие кристаллы «холестерической» разновидности резко отражают цвета, как примеры во введении, но все же в значительной степени являются жидкостью.
Сначала Сол показывает, что пленки таких структурно окрашенных холестерических жидких кристаллов можно разрушить с помощью ультразвука, который превращает большие пленки в маленькие субмиллиметровые хлопья. Смешивание этих хлопьев с прозрачным пластиком для 3D-печати приводит к получению филамента с блестящим блестящим внешним видом. Объекты, напечатанные с помощью этого материала, также демонстрируют эту привлекательную окраску.
Следующий шаг — полностью структурно окрашенные 3D-печатные устройства — потребовал переосмысления процесса печати и, как следствие, исходных чернил. Для этого другого процесса, « прямого письма тушью », Сол химически модифицировал холестерический жидкий кристалл, чтобы он имел консистенцию между медом и гладким арахисовым маслом.
Объекты, напечатанные этой краской, демонстрировали яркий цвет, меняющийся в зависимости от точки наблюдения. Кроме того, оказалось, что переливчатость этих объектов определяется не только во время подготовки краски, но и настройки печати также играют огромную роль. «Вместо того, чтобы быть недостатком, это открывает возможности: одну краску можно использовать для нескольких разных образов», — говорит Сол.
4D печать
Эти универсальные чернила послужили отправной точкой для «4D-печати» радужных материалов. Путем дальнейшей модификации цветных холестерических жидкокристаллических чернил Sols это « четвертое измерение » будет представлено в виде изменения цвета в ответ на воздействие воды. Вдохновленные миром природы , такими как тропические жуки, объекты будут демонстрировать резкие цветовые переходы в ответ на изменения влажности воздуха.
При самостоятельной печати холестерические чернила также можно использовать для объектов, которые обратимо деформируются заранее запрограммированным образом в ответ на воздействие влаги. Вдохновленный гребешками, показан демонстратор, который закрывается в сильно влажной атмосфере и открывается для сухого воздуха.
Сол: «Если этот тезис что-то и демонстрирует, так это то, что, хотя будущее 3D-печати уже считается блестящим, цветные жидкие кристаллы, напечатанные здесь, делают его еще ярче».
