一邊列印還可一邊變色的3D列印材料「變色龍色」

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讓 3D 列印的世界更繽紛多彩,也更環保!伊利諾伊大學(University of Illinois Urbana)研究人員跳出傳統思維,由變色龍、蝴蝶翅膀的能力取材,發展出了一款可以列印出多種色彩的 3D 列印材料。

我們傳統認知的顏色,主要來自於色素或染料所反射的光;在大自然中,有許多生物則有在小到奈米級別變化的「結構色」,營造出豐富的色彩。「變色龍色」(Chameleon colors)這套技術以紫外線輔助,能在列印過程中改變「結構色彩」,創造出鮮豔色彩。而且由於完全不需要改變材料就能變換色彩,相較於其他的列印材料還能更環保。

此一 3D 列印材料主要的原理,是透過紫外線的變化控制特殊設計的交聯聚合物的蒸發組裝,可以在列印過程中改變結構色彩。這種果凍狀的材料在顯微鏡底下,是由主幹加上許多緊密接合的側鏈,為類似「刷子」狀的結構。當材料由噴頭擠出時立即暴露於紫外光下,刷子尖端的分子會互相交織連結,這些交織再一起的分子在材料的表面形成特殊的奈米結構,而且會隨著不同的條件產生變化。

透過同步調整擠出速度、列印頭運動和紫外光強度等因素,完成的產品可以出現從深藍色到橙色不同的顏色,並且還可以漸變出現,這在以往的 3D 列印技術中是前所未見的。

使用單一墨水即可創造出色彩繽紛的物件,消除了切換不同顏色墨水的需要,也大大提升了設計和製作的靈活性。而且結構色彩減少了不同元素的使用,將很有機會比傳統的化學色素更環保。是不是覺得科學真的太神奇了呢!

參考資料:Chameleon colors: A sustainable technique to 3D print multiple dynamic colors from a single ink (illinois.edu)

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最後修改日期: 29 2 月, 2024