ГлавнаяНовости3D-печать электрически переключаемых материалов

3D-печать электрически переключаемых материалов

Чернила для 3D-печати могут менять цвет с помощью электричества, позволяя людям создавать пиксельные дисплеи, мягких роботов и 3D-электронные устройства.



Создание сложных трехмерных структур, которые являются электропроводящими и могут менять цвет, стало серьезной проблемой для оптоэлектронных приложений.Традиционные методы 3D-печати не позволяют производить материалы, сочетающие проводимость с электрохимической переключаемостью, что ограничивает их использование в пиксельных дисплеях, мягких роботизированных приводах и других устройствах, требующих динамических, управляемых материалов.


Исследователи из университетов Гейдельберга и Штутгарта решили эту проблему, разработав новые «чернила» на основе метакрилата, содержащие окислительно-восстановительно-активные карбазольные группы.Эти окислительно-восстановительные единицы позволяют полимерным цепям отдавать или принимать электроны, делая материал электропроводящим и способным к обратимым изменениям цвета под электрохимической стимуляцией.Структуры, напечатанные этими чернилами, остаются электрохимически переключаемыми даже после изготовления с контролем на уровне пикселей, в том числе в трехмерных архитектурах.

Чернила совместимы с цифровой обработкой света (DLP), методом 3D-печати на основе света с высоким разрешением, при котором УФ-свет избирательно слой за слоем затвердевает светочувствительные «чернила».Используя DLP, исследователи создали двумерные массивы пикселей, шахматные узоры и многослойные пирамиды.Изначально почти прозрачные, эти структуры можно было переключать со светло-зеленого на темно-зеленый и почти черный посредством электрохимической стимуляции, при этом изменение цвета было полностью обратимым и контролируемым в третьем измерении, включая высоту структур.

Сочетая 3D-печать на основе света с высоким разрешением и электрохимически активными окислительно-восстановительными полимерами, этот подход создает новые возможности для аддитивного производства оптоэлектронных устройств, напечатанных на 3D-принтере, пиксельных дисплеев и мягких роботизированных приводов с переключаемым объемом или цветом.Работа проводилась в Институте молекулярной системной инженерии и перспективных материалов в тесном сотрудничестве со специалистами по проведению полимеров и электрохимическому переключению из Института химии полимеров.