¿Qué tienen en común los cosméticos, los acabados de los automóviles, los pasaportes, los billetes de banco, los insectos tropicales y las ostras? El color se forma a través de una organización microscópica específica de la materia que compone el material, a menudo llamado "iridiscente" u "holográfico", ambos en referencia a la llamativa apariencia de color similar al arco iris. El ingeniero químico Jeroen Sol exploró cómo los cristales líquidos podrían usarse como un material de tinta versátil para generar recubrimientos de colores tan brillantes.

La impresión 3D ha encontrado un gran atractivo en los últimos años. Las técnicas que se encuentran bajo este nombre se han utilizado para fabricar piezas de protectores faciales, bicicletas de carreras de alta tecnología y también están encontrando uso en procedimientos médicos personalizados. Dicho con audacia:si se puede imaginar, se puede imprimir, excepto por nuestros colores iridiscentes. Una mirada rápida a la tienda de impresión 3D mostrará materiales de impresión en todos los colores del arcoíris, pero si busca el brillo lustroso de una ostra, su búsqueda será en vano.

Aspecto brillante y reluciente

En su tesis doctoral, Jeroen Sol describe cómo se pueden utilizar "cristales líquidos" para llenar este vacío. Los cristales líquidos se usan comúnmente en monitores de computadora y televisores, pero sus posibilidades se extienden mucho más después de algunas modificaciones químicas. Los cristales líquidos de la variedad "colesterina" reflejan los colores de forma espectacular, como en los ejemplos de la introducción, pero siguen siendo en gran medida líquidos.

Inicialmente, Sol muestra que las películas de estos cristales líquidos colestéricos estructuralmente coloreados se pueden romper mediante ultrasonicación, que convierte películas grandes en pequeñas escamas submilimétricas. La mezcla de estos copos en un plástico de impresión 3D transparente da como resultado un filamento con un aspecto lustroso y brillante. Los objetos impresos con este material también exhiben esta atractiva coloración.

El siguiente paso, dispositivos impresos en 3D con colores estructurales completos, requería repensar el proceso de impresión y, en consecuencia, la tinta de la materia prima. Para este proceso diferente, "escritura con tinta directa", Sol modificó químicamente el cristal líquido colestérico para que tuviera una consistencia entre miel y mantequilla de maní suave.

Los objetos impresos con esta tinta mostraban un color brillante que cambia según el punto de observación. Además, la iridiscencia de estos objetos parecía no solo decidirse durante la preparación de la tinta, sino que la configuración de impresión también juega un papel tremendo. "En lugar de ser una desventaja, esto presenta oportunidades:una sola tinta se puede usar para múltiples apariencias distintas", dice Sol.

Impresión 4D

Esta tinta versátil sirvió como punto de partida para la "impresión 4D" de materiales iridiscentes. A través de una modificación adicional de la tinta de cristal líquido colestérico coloreada Sols, esta "cuarta dimensión" se ejemplificará en forma de un cambio de color en respuesta al agua. Inspirados en el mundo natural, como los escarabajos tropicales, los objetos mostrarán transiciones de color dramáticas en respuesta a los cambios de humedad atmosférica.

Cuando se imprime sola, la tinta colestérica también se puede usar para objetos que se deforman reversiblemente de manera preprogramada en respuesta a la humedad. Inspirado en las vieiras, se muestra un demostrador que se cierra en una atmósfera fuertemente húmeda y se abre al aire seco.

Sol:"Si esta tesis demuestra algo, debería ser que, si bien el futuro de la impresión 3D ya se ha considerado brillante, los cristales líquidos de colores impresos aquí lo hacen aún más brillante". + Explora más

Una nueva tinta de cristal líquido para impresión 3D