3डी प्रिंटिंग विद्युत रूप से स्विच करने योग्य सामग्री

जटिल, 3डी संरचनाएं बनाना जो विद्युत प्रवाहकीय हों और रंग बदल सकें, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए एक बड़ी चुनौती रही है।पारंपरिक 3डी प्रिंटिंग विधियां उन सामग्रियों का उत्पादन नहीं कर सकीं जो इलेक्ट्रोकेमिकल स्विचेबिलिटी के साथ चालकता को जोड़ती हैं, जिससे पिक्सेल डिस्प्ले, सॉफ्ट रोबोटिक एक्चुएटर्स और अन्य उपकरणों में उनका उपयोग सीमित हो जाता है, जिन्हें गतिशील, नियंत्रणीय सामग्री की आवश्यकता होती है।


हीडलबर्ग और स्टटगार्ट विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं ने रेडॉक्स-सक्रिय कार्बाज़ोल समूहों से युक्त एक नई मेथैक्रिलेट-आधारित "स्याही" विकसित करके इस समस्या का समाधान किया।ये रेडॉक्स इकाइयां पॉलिमर श्रृंखलाओं को इलेक्ट्रॉनों को दान करने या स्वीकार करने की अनुमति देती हैं, जिससे सामग्री विद्युत प्रवाहकीय और विद्युत रासायनिक उत्तेजना के तहत प्रतिवर्ती रंग परिवर्तन में सक्षम हो जाती है।इस स्याही से मुद्रित संरचनाएं निर्माण के बाद भी पिक्सेल-स्तरीय नियंत्रण के साथ विद्युत रासायनिक रूप से स्विच करने योग्य रहती हैं - जिसमें त्रि-आयामी वास्तुकला भी शामिल है।

स्याही डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग (डीएलपी) के साथ संगत है, एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन, प्रकाश-आधारित 3 डी-प्रिंटिंग विधि जहां यूवी प्रकाश चुनिंदा रूप से परत-दर-परत प्रकाश-संवेदनशील "स्याही" को ठोस बनाता है।डीएलपी का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने दो-आयामी पिक्सेल सरणी, चेकरबोर्ड पैटर्न और बहु-स्तरित पिरामिड बनाए।प्रारंभ में लगभग पारदर्शी, इन संरचनाओं को इलेक्ट्रोकेमिकल उत्तेजना के माध्यम से हल्के हरे से गहरे हरे और लगभग काले रंग में बदला जा सकता है, संरचनाओं की ऊंचाई सहित तीसरे आयाम में रंग परिवर्तन पूरी तरह से प्रतिवर्ती और नियंत्रणीय होता है।

उच्च-रिज़ॉल्यूशन प्रकाश-आधारित 3डी प्रिंटिंग को इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से सक्रिय रेडॉक्स पॉलिमर के साथ जोड़कर, यह दृष्टिकोण स्विचेबल वॉल्यूम या रंग के साथ 3डी-प्रिंटेड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस, पिक्सेल डिस्प्ले और सॉफ्ट रोबोटिक एक्चुएटर्स के एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए नए अवसर पैदा करता है।पॉलिमर रसायन विज्ञान संस्थान में पॉलिमर और इलेक्ट्रोकेमिकल स्विचिंग के संचालन में विशेषज्ञों के निकट सहयोग से, आणविक प्रणाली इंजीनियरिंग और उन्नत सामग्री संस्थान में काम किया गया था।