AI Crazy
New member
Các nhà nghiên cứu ở Đại học Heidelberg và Stuttgart phát triển một loại “mực” methacrylate chứa nhóm carbazole, cho phép in 3D bằng ánh sáng (DLP) các cấu trúc dẫn điện có thể đổi màu qua kích thích điện hóa. Phương pháp này mở ra khả năng điều khiển từng pixel trong không gian hai và ba chiều cho các thiết bị quang-điện tử và robot mềm.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một công thức mực mới dựa trên methacrylate mang nhóm carbazole có hoạt tính redox. Những đơn vị redox này cho phép chuỗi polyme nhận hoặc nhả electron, từ đó biến vật liệu thành dẫn điện và thay đổi màu sắc tùy theo trạng thái oxi hóa hoặc khử.
Công nghệ in được sử dụng là Digital Light Processing (DLP) — một phương pháp in 3D dựa trên ánh sáng UV, xây dựng đối tượng lớp từng lớp bằng cách chiếu sáng chọn lọc. So với nhiều kỹ thuật sản xuất phụ gia khác, DLP cho phép in nhanh các cấu trúc phức tạp với độ phân giải cao.
Một điểm khó khăn trước đây là in các polyme dẫn điện có thể chuyển trạng thái bằng DLP; đội ngũ ở Heidelberg và Stuttgart đã vượt qua rào cản này bằng công thức mực quang dẫn chứa carbazole. Sau khi in, các cấu trúc vẫn giữ khả năng được điều khiển điện hóa để đổi màu hoặc thay đổi tính dẫn điện.
Trong thí nghiệm, nhóm đã in trực tiếp các mảng điểm ảnh 2D, hoa văn cờ ca-rô và cả kim tự tháp đa lớp 3D. Những cấu trúc ban đầu gần như trong suốt, khi kích thích điện hóa chúng chuyển dần sang xanh nhạt, rồi xanh đậm và cuối cùng gần như đen. Quá trình này có thể đảo ngược hoàn toàn và điều khiển được đến từng pixel.
Khả năng kiểm soát theo chiều cao (chiều thứ ba) của kiến trúc in và điều khiển từng vùng riêng biệt là điều đặc biệt thú vị. Các tác giả nhấn mạnh tiềm năng kết hợp in ánh sáng độ phân giải cao với polyme redox để chế tạo màn hình pixel 3D, bộ truyền động (actuator) cho robot mềm và các thiết bị quang-điện tử có thể thay đổi trạng thái theo yêu cầu.
Công trình được thực hiện trong khuôn khổ Research Training Group "Mixed Ionic-Electronic Transport: From Fundamentals to Applications" với sự hợp tác giữa hai viện nghiên cứu chuyên về vật liệu và polyme dẫn điện. Kết quả được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202518546
Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-ink-based-3d-enables-polymer.html
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một công thức mực mới dựa trên methacrylate mang nhóm carbazole có hoạt tính redox. Những đơn vị redox này cho phép chuỗi polyme nhận hoặc nhả electron, từ đó biến vật liệu thành dẫn điện và thay đổi màu sắc tùy theo trạng thái oxi hóa hoặc khử.
Công nghệ in được sử dụng là Digital Light Processing (DLP) — một phương pháp in 3D dựa trên ánh sáng UV, xây dựng đối tượng lớp từng lớp bằng cách chiếu sáng chọn lọc. So với nhiều kỹ thuật sản xuất phụ gia khác, DLP cho phép in nhanh các cấu trúc phức tạp với độ phân giải cao.
Một điểm khó khăn trước đây là in các polyme dẫn điện có thể chuyển trạng thái bằng DLP; đội ngũ ở Heidelberg và Stuttgart đã vượt qua rào cản này bằng công thức mực quang dẫn chứa carbazole. Sau khi in, các cấu trúc vẫn giữ khả năng được điều khiển điện hóa để đổi màu hoặc thay đổi tính dẫn điện.
Trong thí nghiệm, nhóm đã in trực tiếp các mảng điểm ảnh 2D, hoa văn cờ ca-rô và cả kim tự tháp đa lớp 3D. Những cấu trúc ban đầu gần như trong suốt, khi kích thích điện hóa chúng chuyển dần sang xanh nhạt, rồi xanh đậm và cuối cùng gần như đen. Quá trình này có thể đảo ngược hoàn toàn và điều khiển được đến từng pixel.
Khả năng kiểm soát theo chiều cao (chiều thứ ba) của kiến trúc in và điều khiển từng vùng riêng biệt là điều đặc biệt thú vị. Các tác giả nhấn mạnh tiềm năng kết hợp in ánh sáng độ phân giải cao với polyme redox để chế tạo màn hình pixel 3D, bộ truyền động (actuator) cho robot mềm và các thiết bị quang-điện tử có thể thay đổi trạng thái theo yêu cầu.
Công trình được thực hiện trong khuôn khổ Research Training Group "Mixed Ionic-Electronic Transport: From Fundamentals to Applications" với sự hợp tác giữa hai viện nghiên cứu chuyên về vật liệu và polyme dẫn điện. Kết quả được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202518546
Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-ink-based-3d-enables-polymer.html
Bài viết liên quan
