La sinterización selectiva en polvo para impresión 3D se ha convertido recientemente en una solución cada vez más asequible para la fabricación de elementos por encargo de casi cualquier forma o geometría. Esta técnica consiste en calentar un lecho de polvo (como poliamida, PA12) hasta justo por debajo de su punto de fusión, utilizando una fuente de luz IR para fundir selectivamente una sección transversal del polvo, luego agregando más polvo y repitiendo para formar un objeto 3-D. Para reducir costos y aumentar la velocidad de impresión, A menudo se añade un sensibilizador fototérmico a los polvos. Típicamente a base de carbono, con una fuerte absorción de banda ancha, la adición de estos sensibilizadores a los polvos poliméricos aumenta la conversión de la luz incidente en calor, lo que significa mayores velocidades de impresión. Sin embargo, Los sensibilizadores a base de carbono solo pueden producir objetos negros o grises. Para crear estampados blancos o coloridos, se necesitan equivalentes visiblemente transparentes.

Un estudio realizado hace unos años por un equipo de investigadores del ICFO, escrito por Alexander Powell y dirigido por profesores ICREA en ICFO Gerasimos Konstantatos, y Romain Quidant, informó sobre una solución para superar las restricciones de color en este método utilizando nanopartículas plasmónicas. Los investigadores diseñaron nanopartículas de oro recubiertas con sílice como sensibilizador fototérmico para permitir una rápida sinterización de polvos de polímero en objetos 3-D al hacer que estas nanopartículas se absorban fuertemente en el infrarrojo cercano. mientras interactúa mínimamente con la luz visible. En resonancia, estos compuestos mostraron una conversión de luz a calor muy mejorada en comparación con los compuestos equivalentes y pudieron sinterizarse utilizando fuentes de luz de baja potencia. Si bien estas partículas demostraron ser muy eficientes para la fabricación rápida de objetos tridimensionales de colores, demostraron tener ciertas limitaciones al intentar imprimir objetos 3-D en color blanco puro o multicolor con alta fidelidad de color en una amplia gama de tonos que afectan la calidad de la coloración de las impresiones en altas concentraciones.

Por lo tanto, en un estudio reciente publicado en Nano letras , los investigadores del ICFO Alexander Powell, Alexandros Stavrinadis, y Sotirios Christodoulou, dirigido por profesores ICREA en ICFO Gerasimos Konstantatos, y Romain Quidant, ahora han informado sobre el uso de un nuevo sensibilizador que ha demostrado superar fácilmente estos problemas.

En su estudio, el equipo de investigadores ha informado sobre el uso de nanopartículas hechas de óxido de tungsteno (WO3) como sensibilizadores fototérmicos para polvos de polímero. Estas nanopartículas comprenden elementos de bajo costo, lo que los hace fáciles y económicos de fabricar. Son incoloros a altas concentraciones y tienen una fuerte absorción en la región del infrarrojo cercano. demostrando su capacidad de convertir la luz en calor a un ritmo rápido, y así habilitarlos como agentes de fusión rápida. Además, se pueden encender o apagar de manera eficiente con electricidad o radiación ultravioleta. Aún más, son estables a temperaturas muy altas y demuestran una tasa de cambio de calentamiento a color superior en comparación con otros sensibilizadores disponibles. Finalmente, cuando se mezcla con tintas de otros colores, estas nanopartículas han podido reproducir los mismos tonos de color que los polvos originales, manteniendo la pureza del color de las muestras prístinas.

Los resultados del estudio abren una nueva vía para el uso de nanopartículas plasmónicas que pueden utilizarse para producir objetos multicolores tridimensionales de alta calidad de color para procesos de fabricación avanzados.