Glow come fornitore di filamenti scuri per la stampa 3D FDM è in circolazione da un po ‘di tempo. Ma in uno studio intitolato ” Stampa tridimensionale di compositi ibridi organici / inorganici con luminescenza a lunga persistenza “, i ricercatori sviluppano un materiale per la stampa 3D SLA che si illumina. Le applicazioni per un tale materiale sono molte – non solo giocattoli e artigianato ma anche segni e indicatori luminosi.
Per creare il materiale, i ricercatori hanno incorporato fosfori inorganici persistentemente lunghi, o LPP, in resina organica. Gli LPP possono assorbire e conservare i fotoelettroni sotto eccitazione, quindi rilasciare la luce per minuti, ore o persino giorni dopo. Sono spesso utilizzati in illuminazione nascosta per decorazioni, display di sicurezza o targhette di equipaggiamento, nonché in settori scientifici avanzati come medicina clinica, biomedicina, scienze della vita, ingegneria energetica e ambientale.
I materiali incandescenti per la stampa 3D FDM sono creati dalla fusione di polimeri, mescolandoli con LPP e quindi estrudendoli come un filamento. I ricercatori di questo studio, tuttavia, desideravano creare oggetti luminosi con la precisione che solo SLA può offrire. Sottolineano inoltre che la creazione di parti tramite SLA con impasto di resina contenente LPP è più economico ed efficiente dal punto di vista energetico rispetto all’estrusione di LPP in filamenti.
I ricercatori hanno creato resine con diversi tipi di LPP, ottenendo diversi colori brillanti – rosso, verde e blu – e diverse lunghezze di luminescenza. Secondo i ricercatori, i fanghi di resina che hanno creato non sono sensibili all’ossigeno, quindi non hanno bisogno di essere immagazzinati o utilizzati in un’atmosfera inerte o di azoto – la stampa 3D può avvenire in un’atmosfera ambientale. Hanno quindi stampato campioni 3D dalle resine e testato le loro proprietà luminescenti.
“Poi abbiamo registrato il cambiamento di intensità nella posizione di picco di 653 nm, 520 nm e 470 nm nel tempo dopo aver spento la luce di eccitazione perché il tempo di decadimento gioca un ruolo vitale nelle LPP”, spiegano i ricercatori. “In teoria, i campioni di resina bianca post-bagliore possono essere ottenuti mediante il co-doping di LPP attualmente disponibili con emissioni di rosso, verde e blu. Tuttavia, LPP con colori diversi raramente hanno tempi di decadimento molto simili. ”
Ciò significava che alcuni dei campioni emettevano luce per più di due ore dopo lo spegnimento della luce, mentre altri emettevano luce per soli 2.000 secondi registrati.
“Bisogna notare qui che c’è una differenza di sei volte nel tempo di decadimento”, proseguono i ricercatori. “Pertanto, è difficile fabbricare un campione così composito che mantenga la luminescenza persistente bianca, perché i campioni compositi contenenti diverse particelle di LPP cambiano colore nel tempo dopo la cessazione dell’eccitazione.”
Parti più complesse sono state poi stampate in 3D: un cane, una gabbia per uccelli e una ruota dentata, per dimostrare la capacità della SLA di stampare con dettagli precisi. Le parti hanno mostrato una buona qualità e un colore uniforme, confermando che le particelle di LPP erano distribuite in modo omogeneo. Dopo essere stati caricati con una lampada allo xeno per cinque minuti, le parti hanno brillato per un lungo periodo e hanno anche dimostrato la capacità di essere caricate e scaricate ripetutamente senza degrado delle proprietà luminescenti.
“La resina ha un effetto negativo sulla luminosità post-luminescenza di fosfori persistenti lunghi, ma le parti stampate hanno una notevole intensità di luminescenza e un attraente tempo di decadimento post-desquamazione”, affermano i ricercatori. “Pertanto, il liquame drogato con LPP può essere utilizzato per artigianato squisito, giocattoli personalizzati e indicatori notturni con alta precisione.”
Sono state testate anche le proprietà di rilevamento termico e termico dei materiali, ed è stato confermato che uno dei compositi in particolare aveva un grande coefficiente di temperatura tra 40 ° C e 70 ° C, il che significa che potrebbe essere potenzialmente utilizzato nei termometri ottici. Altre applicazioni suggerite includono bioimaging e celle solari.
Gli autori del documento includono Rongping Ni, Bin Qian, Chang Liu, Xiaofeng Liu e Jianrong Qiu.’ì
