Chimica e stampa 3d alla Università di Washington stampano dei sensori che cambiano colore in base alla forza applicata

L’incontro tra la chimica e la stampa 3d
Una combinazione formidabile come la chimica incontra la stampa 3D, dimostrando  un futuro molto promettente insieme. In un sensori chimici stampati in 3drecente progetto di ricerca finanziato dalla University of Washington, chimici e ingegneri hanno collaborato per la produzione di sensori a basso costo con la stampa 3D .

I ricercatori hanno cercato di vedere se potevano effettivamente integrare la chimica nel processo di stampa – e la risposta si è rivelato essere un sì clamoroso.

“Abbiamo voluto dimostrare che la chimica funzionale potrebbe essere incorporata facilmente in materiali già stampabili”, ha dichiarato Andrew J. Boydston,   assistente professore di chimica all’università di Washington . “Abbiamo scoperto che la chimica progettata può essere incorporata nella stampa 3-D molto rapidamente.”

Con l’intento di produrre sensori che siano in grado non solo di misurare lo sforzo su un edificio o una struttura, ma sono anche in grado di utilizzare questi sensori 3D  per dare una misura temporale delle forze in gioco.

Il sensore stampato in 3D ha la  forma di una linguetta di plastica bianca, è stato creato da due studenti dottorandi  in chimica a Washington, Gregory Peterson e Michael Larsen, che hanno partecipato al recente progetto guidato da una collaborazione tra il professor Boydston, e Mark Ganter e Duane Storti , ingegneri meccanici, tra i promotori degli innovativi materiali di stampa in 3D e le tecniche che incorporano la chimica.

Per la stampa, sono state utilizzate due testine di stampa con una contenente policaprolattone e uno contenente lo stesso materiale ma con l’aggiunta sporadica di spiropirano  , che è responsabile per la striatura viola che appare quando la scheda stampata 3D subisce uno stiramento sottoposta ad una forza significativa.

Quindi la variazione cromatica è un indice sensoriale delle forze applicate all’edificio.
La caratteristica importante per quanto riguarda questo sensore è che può essere prodotto per meno di un dollaro con il processo di stampa 3D originale – e ci vogliono solo 15 minuti.
Boydston vede questo sensore come uno strumento che potrebbe risultare un’applicazione versatile ed essere utilizzato in altri settori, come lo sport. Egli immagina un sensore stampato 3D che potrebbe usare la chimica per misurare l’impatto sui caschi da football quando i giocatori vengono colpiti.

Diverse varianti possono essere prodotti in tutto il progetto che porta a diverse forme e colorazioni, nonché le differenze nel modo in cui le materie plastiche e molecole reagiscono insieme, portando ad una discussione riguardante altri usi per i sensori stampati in 3D  nel campo dell’ingegneria o nei dispositivi medici.

Il principio alla base delle strisce è semplice in quanto le molecole nelle schede stampate in 3D  rispondono  a ciò che sta succedendo nel loro ambiente, con l’allungamento sotto pressione  compaiono delle strisce cromatiche.

Ma le strisce non sono gli unici indicatori disponibili in questo nuovo sensore  potremmo farle reagire solo ai raggi ultravioletti per esempio.

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