Nieuwe vloeibare kristalinkt voor 3D-printen

De Nederlandse TU Eindhoven heeft een vloeibare kristalinkt gesynthetiseerd om structuren in de natuur na te bootsen, voor mogelijke toepassingen in de gezondheidszorg, augmented reality en verlichting.

Trefwoorden: #3D, #printen, #TU/e

Lees verder

research

( Foto: Jeroen Sol photography )

ENGINEERINGNET.BE - In de natuur zijn iriserende materialen, die van kleur veranderen als ze vanuit verschillende hoeken worden bekeken, te vinden op vlindervleugels en in parelmoer in de binnenschaal van weekdieren.

Een door de mens gemaakte versie van deze materialen zijn cholesterische vloeibare kristallen, die bruikbaar zijn als slimme materialen in lichtreflectoren, schakelbare ramen en afstembare zonne-energiecollectoren.

Ook voor toepassingen in de gezondheidszorg, zoals sensoren, of decoratieve verlichting en augmented reality headsets, zijn dit type kristallen erg geschikt.

Tot nu toe was er echter geen eenvoudige manier om deze materialen te produceren en er objecten en apparaten van te maken.

TU Eindhoven heeft nu met TNO, DSM, Brightlands Materials Center en SABIC een inkt gemaakt op basis van een vloeibaarkristalelastomeer. Deze inkt kan via Direct-Ink-Writing (DIW) op een oppervlak worden 3D-geprint, door de grotere viscositeit.

"DIW is een extrusie-gebaseerde 3D-printtechniek waarbij een inkt laag bij laag vanuit een kleine spuitmond op een oppervlak wordt aangebracht", zegt promovendus Jeroen Sol van TU Eindhoven.

De lichtreflecterende eigenschappen van deze inkt zijn afhankelijk van de nauwgezette spiraalvormige uitlijning op nanoschaal van moleculen in het materiaal, wat een afstemming van het printproces vereist.

"Traditioneel is controle op dit niveau alleen mogelijk met zeer gespecialiseerde fabricageapparatuur. Om dit te doen met de nieuwe inkt en DIW is een doorbraak", zegt Sol.

Ook kunnen de moleculen in de inkt zichzelf assembleren tot iriserende structuren. Verder is de inkt gemakkelijk te maken en te verwerken.

"Om de nieuwe inkt met DIW succesvol te printen, varieerden we parameters als printsnelheid en temperatuur, en is deze gemaakt van vloeibare kristallen met een laag molecuulgewicht", aldus Sol.