3D列印光致變色材料
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諾丁漢大學的研究證明，使用3D列印技術可以製造含有響應環境刺激（如光線）而切換狀態的高級聚合物材料。這項被稱為ColorMod的創新研究將給電子、醫療設備和量子計算設備的發展帶來深遠影響。相關文章發表在nature，理解需要花些時間。
ColorMod基於光致變色油墨工作，當採用特定波長的光照射時，其外觀可從透明轉換為彩色，停止光照後顏色仍然保留，即使將油墨列印成實體也可以產生這種變色效應。同時，該過程完全可逆，用戶可以對物體多次重新著色。
UV光照變色
可見光照射脫色
列印之後光致變色效應
這種現象產生的原因是，當該物質受到光照時發生了化學或物理反應，結構發生改變，造成吸收光譜發生明顯變化，從而體現出顏色的變化。
▋ColorMod關鍵思想
此前光致變色僅限於從透明到其他顏色變化，ColorMod將這種方法擴展至多種顏色（例如紅色到黃色）。其關鍵思想是在物體整個表面上實現不同區域的顏色控制，在重新著色時，ColorMod僅激活具有所需顏色變化的體素，並關閉所有其他體素。
▋光致變色性質
過渡態顏色：大多數光致變色材料在用光源激活時可從透明變為彩色。
淡化vs持久：大多數光致變色材料一旦從光源上移除就會轉變為失活狀態。但是對於稱為P型光致變色的某種類型的光致變色，顏色仍然存在，即使在材料已經從光源移除之後激活狀態仍然存在。
激活/停用：光致變色通常由紫外光源產生，失活則需要可見光源。
顏色飽和度：顏色的飽和度由激活光源（即紫外光）引發的能量數量決定。誘發的能量越多，顏色變得越飽和。
上述特性也適用於熱致變色、電致變色和壓致變色的情況，唯一的區別是誘導顏色變化的激發源不同。
光致變色圖譜
▋3D列印方式
Polyjet
▋重新著色3D列印對象
ColorMod的主要貢獻是對3D列印對象的重新著色，即在列印後也允許外觀出現多色變化。研究人員採用P型光致變色染料製成的材料進行列印，從而將不同顏色的緻密多色體素覆蓋在物體整個表面，這種多色物體的列印也只能採用polyjet技術。
模型首著色與列印
列印完成之後進行實體重新著色，需要使用軟體對模型文件進行重新調色（調色板僅限於該對象所包含的光致變色顏色），在執行時，ColorMod首先計算哪些體素需要被激活，然後使用UV管先激活所有體素來執行期望的圖案，再使用可見光投影儀選擇性的使一些已經激活的體素失活。P型光致變色染料的使用，使物體即便從光源下移除，顏色變化仍然保留。
UV光激活全部體素變色
可見光使選擇性的使部分體素失活
選擇性光致變色效果
▋光致變色油墨配製
1.材料
光致變色3D可列印墨水由三個主要成分組成：可用於2D噴墨列印的基礎染料、光引發劑、光致變色染料。
基礎油墨：由購自Rahn USA Corp的三種材料組成：材料Genomer 2252 / G，Genomer1117和Miramer300，ca. 50g，268美元。
光引發劑：來自IGM Resins Inc.，材料：Irgacure 819，ca. 50克，250美元。
光致變色染料：來自Yamada Chemicals，藍色（DAE-0001,270nm），紅色（DAE-0004,310nm）和黃色（DAE-0068,350nm）。每克每色95美元。
2. 所需設備
●磁力攪拌器和攪拌盤：用於混合不同組分
●脫氣器：用於從混合物中除去氣泡
●解析度至少為列印頭噴嘴尺寸1/10的注射器過濾器，用於清除可能堵塞列印頭的雜質
3.配製方法
●將基礎油墨Genomer2252/G（32g），Ge-nomer1117（59g）和Miramer300（9g）以600rpm在攪拌器上混合1小時製備100ml鹼性染料；
●加入2g光引發劑（每50g鹼性染料加入1g）；
●加入0.1g DAE-0001，DAE-0004或DAE-0068（每100g加入0.1g）光致變色染料；
●將整個溶液在攪拌器中以600rpm再次混合1小時，以將染料顆粒溶解在基礎油墨中；
●將混合油墨通過注射器過濾器，以確保沒有大顆粒殘留；
●最後，將油墨脫氣以去除過濾過程中產生的氣泡。
▋新進展
研究人員已開發出含有光致變色分子的高級聚合物材料，並證明了材料3D列印之後光致變色分子和聚合物之間的功能協同作用，擴展了高級材料種類，可用於解決實際問題。
▋應用
據研究人員介紹，理論上光致變色3D列印可以對QR碼或條形碼等相當複雜的信息進行可逆編碼，然後將材料擦拭乾凈，這種方法可用於開發能量存儲和電子材料，也可以應用於電子，醫療和量子計算行業的3D列印設備開發。
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