28 أكتوبر 2023 (أضواء Nanowerk) من الألوان الزرقاء والخضراء الزاهية لريش الطاووس إلى الألوان الحمراء المتلألئة لبلورات الياقوت، يوفر اللون البنيوي في الطبيعة بعضًا من أكثر العروض المبهرة التي تُبهج أعيننا. على عكس الأصباغ التي تمتص أطوال موجية معينة لإنتاج اللون، ينشأ اللون الهيكلي من التفاعل الفيزيائي للضوء مع ميزات المقياس النانوي في المادة. وهذا يجعل هذه المواد "الفوتونية" أكثر استدامة ومقاومة للتبييض وتسمح بضبط ديناميكي. ومع ذلك، ظل تشكيلها في أشكال هندسية ثلاثية الأبعاد معقدة يمثل تحديًا مستمرًا. لقد ثبت أن الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة فعالة لتصنيع البلورات الضوئية - وهي مواد ذات هياكل نانوية دورية تتحكم في انتشار الضوء عن طريق إنشاء فجوات نطاقية فوتونية. لكن البلورات الضوئية تعتمد على ترتيب بعيد المدى، وقد اقتصرت على أشكال أبسط باستخدام الطباعة. الآن، قام الباحثون في ETH Zurich بتسخير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعالجة الضوء الرقمي (DLP) لإنشاء نظارات غروية فوتونية ملونة هيكليًا ذات أشكال هندسية معقدة وخصائص ألوان مخصصة.
مخططات سير العمل المستخدمة لتصنيع النظارات الغروية الضوئية المعقدة الشكل بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد DLP. أ - د) تركيبة راتنجية نموذجية تشتمل على جزيئات السيليكا الغروية المعلقة في خليط مونومر ضوئي. هـ، و) رسوم كاريكاتورية لمبدأ العمل في عملية الطباعة بتقنية DLP والتي تسلط الضوء على الهياكل المجهرية للكائنات ثلاثية الأبعاد المعقدة بعد طباعة الراتنج وتكليس الأجزاء المطبوعة. (أعيد طبعه بإذن من Wiley-VCH Verlag) نُشرت أعمالهم في المواد المتقدمة ("الطباعة ثلاثية الأبعاد المستندة إلى الضوء للنظارات الغروية الضوئية ذات الأشكال المعقدة")، يوضح كيف يمكن للجمع بين المواد المصممة بشكل عقلاني والتصنيع الإضافي أن يوسع مساحة التصميم للأجهزة الضوئية. ركز الباحثون على النظارات الضوئية، وهي فئة من المواد الضوئية غير المنتظمة التي تحتوي على جسيمات نانوية يتم التحكم في حجمها وتتفاعل مع الضوء لإنتاج لون بنيوي مستدام وغير متقزح يمكن ضبطه عبر الطيف المرئي. يؤدي الجمع بين النظام قصير المدى والاضطراب طويل المدى إلى الحصول على ألوان هيكلية زاهية وغير متقزحة اللون. لإنشاء مثل هذه المواد، بدأ الفريق باستخدام راتينج مخصص يحتوي على مونومرات قابلة للربط، ومحفزات ضوئية، وجسيمات نانوية من السيليكا. وباستخدام طابعة DLP ثلاثية الأبعاد تجارية، قاموا بترسيخ هذا الراتينج السائل إلى كائنات ثلاثية الأبعاد عن طريق معالجته طبقة تلو الأخرى باستخدام إسقاط الضوء. وجاءت الخطوة الأساسية بعد ذلك: حيث أدى التسخين بدرجة حرارة عالية عند 3 درجة مئوية إلى تحويل مصفوفة البوليمر المطبوعة إلى مادة زجاجية ذات الترتيب الهيكلي المطلوب. أظهر الفريق أنهم يستطيعون التحكم في لون المادة النهائية عن طريق ضبط حجم جسيمات السيليكا النانوية على 3 و400 و200 نانومتر للحصول على ظلال زرقاء أو خضراء أو حمراء على التوالي. كشف التحليل الطيفي والمجهر الإلكتروني التفصيلي أن اللون المرصود ينبع من تشتت الضوء الانتقائي بواسطة الجسيمات النانوية المرتبة محليًا ولكن المضطربة عالميًا. وأكدت مقارنة ذروة الأطوال الموجية المنعكسة بالتنبؤات النظرية هذه الآلية. إحدى المشكلات التي كان على الفريق التحكم فيها بعناية هي تجنب التشتت المتعدد الذي من شأنه أن يدمر نقاء اللون. لقد حققوا ذلك من خلال بروتوكولات التكليس التي تركت وراءها كمية مثالية من بقايا الكربون - بما يكفي للحد من عمق الاختراق ولكن ليس كثيرًا للسماح بانعكاس السطح. مسلحين بالقدرة على وصف اللون والشكل، قام الباحثون بطباعة أبنية ثلاثية الأبعاد معقدة بمقياس السنتيمتر. تم عرض شبكات متعددة المواد ذات مناطق محددة بدقة باللون الأحمر والأخضر والأزرق. من خلال التعديل المكاني لهندسة السقالة، تم ترميز اختلافات الألوان المتدرجة في دعامات ثلاثية الأبعاد خلال نفس خطوة الانحلال الحراري. ولتسليط الضوء على حرية التشكيل التي توفرها الطباعة ثلاثية الأبعاد، قام الفريق أيضًا بتصنيع نسخ ضوئية طبق الأصل من التحف الثقافية.
النظارات الغروية الضوئية ذات الشكل المعقد المصنعة بواسطة الطباعة DLP. أ، ب) أمثلة على شبكات قرص العسل والجمالون الثماني التي تتميز بألوان هيكلية مميزة اعتمادًا على حجم الجسيمات المستخدمة في الراتنج الأولي. تُظهر الصور صوراً فوتوغرافية للشبكات ثلاثية الأبعاد قبل (يسار) وبعد (يمين) التكليس للراتنجات مع جزيئات السيليكا أحادية التشتت بمتوسط أحجام 3 و300 و250 نانومتر (من اليسار إلى اليمين). ج) شبكة متعددة المواد وملونة هيكليًا مع بنية قرص العسل التي تم الحصول عليها عن طريق طباعة DLP وتكليس الراتنجات التي تحتوي على جزيئات سيليكا 200 و200 و250 نانومتر. د) شبكات الثماني الجمالون مصممة لعرض التدرج اللوني في اتجاهات محددة عن طريق ضبط أحجام الخلايا وبالتالي النفاذية المحلية للهيكل للأكسجين أثناء التكليس. أشرطة النطاق: 300 ملم. (أعيد طبعه بإذن من Wiley-VCH Verlag) تحدد النتائج التصنيع الإضافي القائم على DLP كطريق واعد لتصميم المكونات الضوئية المعقدة الشكل. يمكن أن يفيد الوصول إلى الألوان الهيكلية المعقدة غير المتقزحة التطبيقات في مجال الاستشعار اللوني ومكافحة التزييف والشاشات والتمويه. من منظور المواد، توفر التقنية القائمة على التكليس تكوينًا مستدامًا للألوان ببساطة باستخدام السيليكا والكربون. إن توسيع النطاق المرئي الحالي إلى الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء يمكن أن يتيح تطبيقات إضافية في التحليل الطيفي، والتصوير، والتفاعلات بين الإنسان والآلة. من خلال الجمع بين التصميم العقلاني والتصنيع المتقدم، تسلط هذه الدراسة الضوء على الإمكانات المستقبلية للإنتاج الإضافي للأجهزة الضوئية المعقدة هيكليًا.
By
مايكل
بيرجر
By
مايكل
بيرجر
- مايكل مؤلف لثلاثة كتب للجمعية الملكية للكيمياء:
جمعية النانو: دفع حدود التكنولوجيا,
تقنية النانو: المستقبل صغيرو
هندسة النانو: المهارات والأدوات التي تجعل التكنولوجيا غير مرئية
حقوق الطبع والنشر ©
نانويرك ذ
كن مؤلفًا ضيفًا في Spotlight! انضم إلى مجموعتنا الكبيرة والمتنامية من المساهمين الضيوف. هل نشرت للتو ورقة علمية أو لديك تطورات أخرى مثيرة لمشاركتها مع مجتمع تكنولوجيا النانو؟ إليك كيفية النشر على nanowerk.com.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=63956.php
- :لديها
- :يكون
- :ليس
- 10
- 11
- 200
- 250
- 28
- 300
- 31
- 32
- 3d
- الطباعة 3D
- 400
- 7
- 8
- 9
- a
- القدرة
- الوصول
- تحقق
- في
- إضافي
- المضافة
- التصنيع مضافة
- متقدم
- بعد
- السماح
- يسمح
- أيضا
- كمية
- an
- تحليل
- و
- التطبيقات
- نهج
- هندسة معمارية
- مسلح
- AS
- At
- المؤلفة
- المتوسط
- تجنب
- b
- الحانات
- BE
- كان
- قبل
- وراء
- تستفيد
- بيرجر
- الأزرق
- البلوز
- كُتُب
- الحدود
- وبذلك
- لكن
- by
- أتى
- CAN
- كربون
- بعناية
- الخلية
- مركز
- معين
- تحدى
- كيمياء
- فئة
- اللون
- مجموعة
- الجمع بين
- تجاري
- مجتمع
- مقارنة
- مجمع
- مكونات
- تضم
- تم تأكيد
- مراقبة
- استطاع
- خلق
- خلق
- ثقافي
- معالجة
- حالياًّ
- حسب الطلب
- التاريخ
- تعريف
- فرحة
- تظاهر
- يوضح
- اعتمادا
- عمق
- تصميم
- تصميم
- تصميم
- مطلوب
- هدم
- مفصلة
- التطورات
- الأجهزة
- رقمي
- اضطراب
- العرض
- يعرض
- خامد
- دلب
- أثناء
- ديناميكي
- e
- الطُرق الفعّالة
- تمكين
- مستمر
- كاف
- إنشاء
- ETH
- ETH زيورخ
- أمثلة
- المثيره
- وسع
- إطالة
- العيون
- المميزات
- ويتميز
- نهائي
- ركز
- في حالة
- تشكيل
- صيغة
- حرية
- تبدأ من
- مستقبل
- دولار فقط واحصل على خصم XNUMX% على جميع
- GIF
- نظارات
- على الصعيد العالمي
- أخضر
- الخضر
- تجمع
- متزايد
- ضيف
- كان
- يملك
- مرتفع
- تسليط الضوء
- تسليط الضوء
- ويبرز
- كيفية
- كيفية
- لكن
- HTTPS
- المثالي
- صورة
- صور
- التصوير
- in
- في البداية
- تفاعل
- تفاعل
- التفاعلات
- إلى
- معقد
- قضية
- IT
- الانضمام
- JPG
- م
- القفل
- كبير
- يؤدي
- اليسار
- ضوء
- مما سيحدث
- محدود
- لينكدين:
- سائل
- محلي
- محليا
- شعار
- يصنع
- القيام ب
- المصنعة
- تصنيع
- مادة
- المواد
- مصفوفة
- آلية
- مايكل
- المجهر
- وسط
- مزيج
- الأكثر من ذلك
- أكثر
- كثيرا
- متعدد
- الاسم
- تكنولوجيا النانو
- الطبيعة
- التالي
- الآن
- الأجسام
- ملاحظ
- تم الحصول عليها
- of
- عروض
- on
- ONE
- or
- طلب
- أخرى
- لنا
- أكسجين
- ورق
- جسيم
- أجزاء
- قمة
- اختراق
- دوري
- إذن
- منظور
- الصور
- PHP
- مادي
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- البوليمر
- محتمل
- على وجه التحديد
- تنبؤات
- يصف
- مبدأ
- الطباعة
- عملية المعالجة
- معالجة
- إنتاج
- الإنتــاج
- إسقاط
- واعد
- نشر
- HAS
- البروتوكولات
- ويوفر
- نشر
- نشرت
- الناشر
- دفع
- نطاق
- عقلاني
- أحمر
- عكست
- انعكاس
- المناطق
- اعتمد
- بقي
- الباحثين
- الراتنج
- مقاومة
- النتائج
- أظهرت
- حق
- طريق
- ملكي
- نفسه
- حجم
- علمي
- انتقائي
- الشكل
- الأشكال
- تشكيل
- مشاركة
- إظهار
- أظهرت
- بساطة
- ببساطة
- المقاس
- الأحجام
- مهارات
- جاليات
- بعض
- الفضاء
- محدد
- الطيفي
- طيف
- ابحث
- بدأت
- تنبع
- خطوة
- الهيكلي
- هيكليا
- بناء
- دراسة
- هذه
- المساحة
- تعليق
- استدامة
- تناسب
- فريق
- تقنية
- تكنولوجيا
- أن
- •
- المستقبل
- من مشاركة
- منهم
- نظري
- هم
- ثلاثة
- وهكذا
- إلى
- سويا
- جدا
- أدوات
- تحول
- نموذجي
- مختلف
- آخر التحديثات
- URL
- مستعمل
- استخدام
- الاختلافات
- مرئي
- وكان
- موجات
- كان
- مع
- للعمل
- سير العمل
- عامل
- سوف
- لصحتك!
- حل متجر العقارات الشامل الخاص بك في جورجيا
- زفيرنت
- زيوريخ
اكثر من نانوويرك
يمكن لفحوصات الاستشعار الجديدة للمنتجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد إصلاح قطاع التصنيع
عقدة المصدر: 2554369
الطابع الزمني: أبريل 22، 2024
هندسة الهياكل المعدنية العضوية متعددة المعادن بخصائص قابلة للتخصيص
عقدة المصدر: 2387755
الطابع الزمني: نوفمبر 17، 2023
رؤية للتكنولوجيا البصرية الدقيقة المستقبلية القائمة على المواد الخارقة
عقدة المصدر: 2243399
الطابع الزمني: أغسطس 30، 2023
الباحثون رائدون في صناعة الأيروجيل الليفي الخزفي الخفيف للغاية للعزل الحراري المتقدم
عقدة المصدر: 2287643
الطابع الزمني: سبتمبر 23، 2023
روز: قابض روبوتي ثوري مستوحى من الطبيعة وناعم يحتضن (مع فيديو)
عقدة المصدر: 2173370
الطابع الزمني: يوليو 14، 2023
التحكم في درجة الالتواء في الجسيمات ذات البنية النانوية
عقدة المصدر: 2011575
الطابع الزمني: مارس 15 ،2023