Codici segreti invisibili della stampante 3D
Materiali che reagiscono in modo molto specifico alla temperatura: uno sviluppo della TU Wien (Vienna University of Technology) sta ampliando in modo significativo le possibili applicazioni delle stampanti 3D.
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La stampa 3D è estremamente pratica se si desidera produrre componenti personalizzati in piccole quantità. Tuttavia, questa tecnologia ha sempre avuto un grosso problema: le stampanti 3D possono lavorare un solo materiale. Gli oggetti che presentano proprietà dei materiali diverse in punti diversi possono essere prodotti con le stampanti 3D solo a costi elevati o non possono essere prodotti affatto.
Il codice invisibile: A seconda della temperatura, si vede solo un materiale poco appariscente o un codice QR.
© TU Wien
Tuttavia, alla TU Wien sono stati sviluppati metodi per dare a un oggetto stampato in 3D non solo la forma desiderata, ma anche le proprietà dei materiali desiderate, punto per punto. La versatilità di questa tecnologia è stata dimostrata in diverse applicazioni: ad esempio, è possibile stampare un codice QR invisibile che diventa visibile solo a determinate temperature. I risultati sono stati pubblicati sulla famosa rivista scientifica "Nature Communications".
Proprietà dei materiali diverse punto per punto
Il gruppo di ricerca di Katharina Ehrmann presso l'Istituto di Chimica Sintetica Applicata della TU Wien lavora con materiali liquidi che vengono irradiati con la luce. Una reazione chimica viene innescata esattamente nel punto in cui la luce colpisce il liquido. I blocchi molecolari del liquido si legano e il materiale diventa solido.
La novità è che ora è possibile controllare esattamente il modo in cui il liquido si indurisce e le proprietà del materiale risultante. "Possiamo usare diverse intensità di luce, diverse lunghezze d'onda o diverse temperature", spiega Katharina Ehrmann. "Tutto questo può essere utilizzato per influenzare le proprietà del materiale stampato in 3D".
In questo modo, è possibile controllare il modo in cui i blocchi molecolari del liquido si legano tra loro quando diventano un oggetto solido. Possono disporsi in modo regolare, come spaghetti dritti in un pacchetto e formare un cristallo, oppure possono rimanere amorfi e disorganizzati, come spaghetti cotti su un piatto.
"A seconda della cristallinità, anche le proprietà del materiale sono molto diverse", spiega Michael Göschl: "I materiali cristallini tendono a essere duri e fragili, mentre quelli amorfi possono spesso essere morbidi ed elastici. Anche le proprietà ottiche possono variare notevolmente, dal vetro trasparente al bianco opaco", spiega Dominik Laa. Michael Göschl e Dominik Laa sono i primi autori dell'attuale pubblicazione e fanno parte dei team di ricerca di Katharina Ehrmann e Jürgen Stampfl.
Il codice QR invisibile
Il team è stato in grado di dimostrare la versatilità del nuovo metodo in diversi esempi. Ad esempio, è stato generato un codice QR all'interno di un pezzo di plastica, coperto da uno strato cristallino. Tuttavia, questo strato viene adattato in modo tale da perdere la sua cristallinità a una certa temperatura e diventare trasparente: il codice QR segreto diventa improvvisamente visibile. A seconda del materiale e della temperatura, è anche possibile rendere il codice QR illeggibile per un certo periodo di tempo se si usa la temperatura sbagliata per decodificarlo - proprio come non si può usare un telefono cellulare per un certo periodo di tempo se si inserisce il codice sbagliato per tre volte di seguito.
Allo stesso modo, si potrebbe stampare un simbolo di avvertimento che diventa visibile solo se il materiale è stato riscaldato oltre una certa temperatura. In questo modo è possibile verificare se è stato superato l'intervallo di temperatura prescritto, ad esempio quando si trasportano merci sensibili al calore.
La caratterizzazione ottica del materiale è stata effettuata anche alla TU Wien, nel gruppo di ricerca del Prof. Andrei Pimenov presso l'Istituto di Fisica dello Stato Solido.
"Qui stiamo offrendo una gamma completamente nuova di possibilità per la stampa 3D", afferma Katharina Ehrmann. "Le applicazioni possibili sono prevedibili in molti settori diversi, dall'archiviazione e sicurezza dei dati alle applicazioni biomediche".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
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