Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Illinois Urbana - Champaign (Mỹ) đã thành công trong việc lấy cảm hứng từ khả năng thay đổi màu sắc của tắc kè hoa, để đi tiên phong trong kỹ thuật sản xuất các vật thể bằng công nghệ in 3D với nhiều màu sắc mà chỉ cần sử dụng một loại mực.

Minh họa ứng dụng công nghệ tạo màu mới trong in 3D tắc kè hoa.

Bằng cách thay đổi cường độ tia UV trong khi in, nhóm nghiên cứu có thể kiểm soát màu của vật liệu in để bao phủ nhiều màu khác nhau chỉ bằng một loại mực. Kỹ thuật này cũng cho phép họ thực hiện những thay đổi màu sắc mượt mà - điều mà trước đây không thể thực hiện được. Nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên Tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.

Thế giới tự nhiên cho thấy, khả năng kiểm soát chính xác cấu trúc phân tử và trật tự vĩ mô dẫn đến các đặc tính vật chất độc đáo, giống như cấu trúc màu sắc được tìm thấy ở chim, bướm và tắc kè hoa. Hiện tượng này được định hướng bởi các điểm có thứ tự ở mức độ nano trên thân của những sinh vật đó, mang lại màu sắc thân thiện với môi trường, rực rỡ và sinh động. Lấy cảm hứng từ những hiện tượng tự nhiên trên, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật BBCP (bottlebrush block copolymers) kết hợp với phụ gia chuyên để đạt được khả năng kiểm soát ở cấp độ nano đối với các cấu trúc in 3D và điều chế màu động. Sự kết hợp của tia cực tím và kỹ thuật BBCP có thể liên kết chéo giúp các nhà nghiên cứu có thể điều khiển và khóa các màu không mong muốn khi in. Các mô phỏng và phân tích thử nghiệm đã xác nhận hoạt động của phương pháp này, thể hiện sự điều chế màu sắc nhanh chóng trên quang phổ khả kiến bằng cách sử dụng một loại vật liệu mực tạo màu duy nhất.

Không giống như cách tạo màu truyền thống đến từ các sắc tố hóa học hoặc thuốc nhuộm hấp thụ ánh sáng, các cấu trúc có màu trong các hệ thống sinh học đến từ các bề mặt có kết cấu nano tạo tác động đến ánh sáng khả kiến. Điều này làm cho chúng trở nên sôi động hơn và có khả năng bền vững hơn.

Nhóm nghiên cứu đã trình diễn thành công phương pháp mới để kiểm soát cấu trúc màu sắc trên phổ ánh sáng khả kiến. Cách tiếp cận sáng tạo này cho phép tạo ra các dải màu từ xanh đậm đến cam chỉ bằng một loại mực. Theo các nhà nghiên cứu, bước đột phá này có thể ứng dụng trên phạm vi rộng, bao gồm cả việc sản xuất nhựa quang tử và các cấu trúc trong in 3D. Phương pháp này có thể đưa ra một giải pháp linh hoạt để đạt được những màu sắc rực rỡ và có thể tùy chỉnh trong các sản phẩm khác nhau bằng cách kiểm soát màu sắc trong quá trình sản xuất.

Nguồn: vjst.vn