3D Baskılarda Boyalar ve Pigmentler Yerine Fotonik Kristal Kullanımı

Colorado Üniversitesi’nden araştırmacılar, doğada bulunan yapısal renklerden esinlenerek, 3D baskıda renk eldesi için sentetik boyalar ve pigmentler yerine fotonik kristaller kullanmanın bir yolunu geliştirdiler.

Üniversitenin Miyake Araştırma Grubu’nda yüksek lisans öğrencisi olan Bret Boyle, ekibin yapısal renkler oluşturmak için fotonik kristaller kullandığını; bunun için ise, 3 boyutlu baskı sırasında kendiliğinden bir araya gelerek nano yapılar oluşturan ve belirli renkleri yansıtan polimerlerden yararlandığını söyledi.

Boyle ve eş araştırmacılar-araştırmaya önderlik eden profesör Garret Miyake de dahil olmak üzere-ACS Nano dergisinde yayımlanan çalışmalarına ait makalenin özet kısmında “Dendritik blok kopolimerlerden oluşan termoplastik yapı malzemeleri tasarlanmış, sentezlenmiş ve yapısal renk gösteren plastik parçaların eklenmesinde kullanılmıştır. ” cümlesine yer vermişlerdir.

Doğada kelebeklerde olduğu gibi yapısal renklerden esinlenen Colorado Üniversitesi’nden araştırmacılar, sentetik boyalar ve pigmentler kullanmadan 3D baskıda renk elde etmek için bir yol geliştirdi. Bunlar yerine, 3 boyutlu baskı sırasında kendiliğinden bir araya gelerek nano yapılar oluşturan ve belirli renkleri yansıtan polimerlerden yararlanıyorlar. (Kaynak: Miyake Araştırma Grubu, Colorado Üniversitesi)

Boyle, “Fotonik kristallerin yansıma özellikleri, polimer işleme sırasında blok kopolimerlerin kendiliğinden bir araya gelmesiyle oluşan periyodik nano yapıdan kaynaklanmaktadır.” diyor.  “Yansıtılan ışığın dalga boyu, blok kopolimerin molekül ağırlığı kontrol edilerek ve seçici optik filtreler ve ışık kılavuzları olarak hizmet edebilecek kapasitede mor, yeşil veya turuncu ışığı yansıtan parçalar üretilerek görünür spektrumda istenen şekilde ayarlanabilir.”

Boyle Design News’a verdiği röportajında, “Araştırmacıların doğada rengin nasıl elde edildiğini araştırarak tasarladıkları bu metot, 3D baskıda renk eklemek için sentetik malzemelerin kullanımına nazaran önemli bir avantaja sahip. ” diyor.

“Renk, genellikle zehirli sentetik boyalardan ve pigmentlerden elde edilir ve solabilir. Doğa, kelebekler ve opallerde görülebilen fotonik kristallerle yapısal renk geliştirmiştir. Doğayı taklit etmek ve yapısal renge sahip, 3D baskıda kullanılabilecek nano yapıda malzemeler tasarlamak istedik.”

Boyle ayrıca, kendiliğinden bir araya gelen polimerlerin, herhangi bir geometriye sahip cisimlere 3D ile baskılanabildiğini, renkler malzemenin kendi nano yapısından kaynaklandığından, malzemeden herhangi bir boya veya pigment sızıntısı yaşanmadığını belirtti.

” Yaklaşımımızı farklı kılan, plastiğin nano yapısı sayesinde rengini değiştirmek için pigmentlere ihtiyaç duymamamız. Ayrıca, aynı polimer, polimerin büyüklüğüne bağlı olarak mavi veya kırmızı renk oluşturmak için kullanılabiliyor.”

Boyle; çalışmalarının 3D baskıda kullanımına ek olarak, optik dalga kılavuzlarını ihtiyaç duyulan herhangi bir geometride özelleştirebiliyor olması nedeniyle optik elektroniklerde veya ışık filtrelerinde de uygulamalara sahip olduğunu söylüyor.

Araştırmacılar çalışmalarına fotonik kristal nesnelere 3D ile baskılanabilecek yeni polimerler geliştirerek devam etmeyi planlıyorlar.

Boyle, “Sensör ve ekran uygulamaları için farklı uyaranlara tepki olarak renk değişikliğine duyarlı fotonik malzemeler üretmeye çalışıyoruz.” diyor.

Kaynak : designnews.com

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.