利用金納米粒子的光學(xué)特性3D打印出變色杯子

具有二向色特性的材料至少可以追溯到4世紀(jì)時(shí)Lycurgus杯（可能是偶然）制造的，玻璃容器從正面照射時(shí)呈現(xiàn)不透明的綠色，從后面照亮?xí)r呈現(xiàn)半透明的紅色。 這種效果是由細(xì)長的金和銀納米粒子引起的，這些納米粒子反射某些波長的光線，同時(shí)傳輸其他波長，盡管Lycurgus杯的制造商可能不知道這一點(diǎn)，只是添加金屬粉末使玻璃更加光澤。 但來自荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的Vittorio Saggiomo及其同事確實(shí)了解了光學(xué)效應(yīng)的原因，他們開發(fā)了一種用金納米粒子進(jìn)行3D打印的方法，以創(chuàng)造具有二向色特性的物體。

研究人員開始使用Turkevich方法的改進(jìn)版本創(chuàng)建二向色溶液，使用檸檬酸鹽將金離子還原為金納米粒子。 溶液經(jīng)歷多次臨時(shí)顏色變化，最初從黃色變?yōu)樗{(lán)色，然后在幾分鐘后，它變?yōu)樯詈谏�，最后沉淀在二向色不透明的棕�?透明紫色上。

該文件指出：“時(shí)間依賴性研究表明，小金核的形成在時(shí)間上聚集在一起，形成與第一顏色變化相伴隨的納米線狀結(jié)構(gòu)。 第二次顏色變化，從墨黑色到紫色，伴隨著散射的增強(qiáng)，使紫色溶液呈棕色反射。 在沸騰的同時(shí)，金納米線碎裂，形成具有大頭部和細(xì)長尾巴的納米顆粒， 隨著時(shí)間的推移，尾巴開始縮小。“

然后，他們將二向色金納米粒子溶液注入聚乙烯醇（PVA）中，這是一種塑料。 將塑料擠出成線材，可用于任何標(biāo)準(zhǔn)FDM 3D打印機(jī)（在本例中為Ultimaker 2）。 材料中打印的3D部件看起來是棕色的，前面有光線照射，但是在它后面放了一盞燈，它變成了透明的紫色。

Turkevich方法所產(chǎn)生的效果是一個(gè)充分研究的現(xiàn)象。 這是物理學(xué)和化學(xué)相遇的那些可愛事件之一。 將光彎曲效果與3D打印相結(jié)合肯定會(huì)給舊技巧帶來一些新的關(guān)注，特別是因?yàn)橹恍枰�少量的金納米粒子就可以達(dá)到效果。 除了在藝術(shù)家中找到吸引力之外，二向色塑料還可用于3D打印光學(xué)和傳感器。

編譯自：3ders