ICFO 使用PA12粉末和金纳米粒子、氧化钨(WO3)和碳黑基敏化剂的激光烧结样品
信用:ICFO 用于三维印刷的选择性粉末烧结最近已经成为制造几乎任何形状或几何形状的定制元件的越来越经济的解决方案
这种技术包括将粉末床(如聚酰胺、PA12)加热到刚好低于其熔点，使用红外光源选择性地熔化粉末的横截面，然后添加更多的粉末并重复形成三维物体
为了降低成本和提高印刷速度，通常在粉末中加入光热敏化剂
通常是碳基的，具有很强的宽带吸收，将这些敏化剂添加到聚合物粉末中会增加入射光到热量的转换，这意味着更高的打印速度
然而，碳基感光剂只能产生黑色或灰色物体
要制作白色或彩色的印刷品，需要视觉上透明的等效物
几年前，ICFO的一组研究人员进行了一项研究，首先由亚历山大·鲍威尔撰写，由ICFO·杰拉斯莫斯·康斯坦托斯的ICREA教授和罗曼·奎丹领导，他们报道了一种利用等离子纳米粒子克服这种方法中颜色限制的解决方案
研究人员设计了涂有二氧化硅的金纳米粒子作为光热敏化剂，通过使这些纳米粒子强烈吸收近红外，同时只与可见光发生最小程度的相互作用，使聚合物粉末快速烧结成三维物体
在共振条件下，这些复合材料与同等的复合材料相比，表现出极大的改善的光-热转换，并且可以使用低功率光源进行烧结
虽然这些粒子显示出对于彩色三维物体的快速制造非常有效，但是当试图以纯白色或多色印刷三维物体时，它们被证明具有一定的局限性，在大色调范围内具有高色彩保真度，影响高浓度印刷物的着色质量
因此，在最近发表在《纳米快报》上的一项研究中，ICFO的研究人员亚历山大·鲍威尔、亚历山大·斯塔夫里纳迪斯和索蒂里奥斯·赫里斯托多洛，由ICFO的ICREA教授杰拉西蒙斯·康斯坦托斯和罗曼·奎丹领导，现在已经报道了一种新的敏化剂的使用，这种敏化剂已被证明可以很容易地克服这些问题
在他们的研究中，研究小组报告了使用氧化钨(WO3)制成的纳米粒子作为聚合物粉末的光热敏化剂
这些纳米粒子包含低成本元素，这使得它们的制造简单而廉价
它们在高浓度下是无色的，在近红外区有很强的吸收，证明它们能够快速地将光转化为热，从而使它们成为快速熔化剂
此外，它们可以用电或紫外线有效地打开或关闭
更重要的是，它们在非常高的温度下是稳定的，并且与其他可用的敏化剂相比，表现出优异的加热变色速率
最后，当与其他彩色墨水混合时，这些纳米粒子能够重现与原始粉末相同的颜色，保持原始样品的颜色纯度
这项研究的结果为等离子体纳米粒子的使用开辟了一条新的途径，这种纳米粒子可用于为先进的制造工艺生产高颜色质量的三维多色物体
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