利用金納米粒子的光學特性3D打印出變色杯子

具有二向色特性的材料至少可以追溯到4世紀時Lycurgus杯（可能是偶然）制造的，玻璃容器從正面照射時呈現(xiàn)不透明的綠色，從后面照亮時呈現(xiàn)半透明的紅色。 這種效果是由細長的金和銀納米粒子引起的，這些納米粒子反射某些波長的光線，同時傳輸其他波長，盡管Lycurgus杯的制造商可能不知道這一點，只是添加金屬粉末使玻璃更加光澤。 但來自荷蘭瓦赫寧根大學的Vittorio Saggiomo及其同事確實了解了光學效應的原因，他們開發(fā)了一種用金納米粒子進行3D打印的方法，以創(chuàng)造具有二向色特性的物體。

研究人員開始使用Turkevich方法的改進版本創(chuàng)建二向色溶液，使用檸檬酸鹽將金離子還原為金納米粒子。 溶液經(jīng)歷多次臨時顏色變化，最初從黃色變?yōu)樗{色，然后在幾分鐘后，它變?yōu)樯詈谏�，最后沉淀在二向色不透明的棕�?透明紫色上。

該文件指出：“時間依賴性研究表明，小金核的形成在時間上聚集在一起，形成與第一顏色變化相伴隨的納米線狀結構。 第二次顏色變化，從墨黑色到紫色，伴隨著散射的增強，使紫色溶液呈棕色反射。 在沸騰的同時，金納米線碎裂，形成具有大頭部和細長尾巴的納米顆粒， 隨著時間的推移，尾巴開始縮小�！�

然后，他們將二向色金納米粒子溶液注入聚乙烯醇（PVA）中，這是一種塑料。 將塑料擠出成線材，可用于任何標準FDM 3D打印機（在本例中為Ultimaker 2）。 材料中打印的3D部件看起來是棕色的，前面有光線照射，但是在它后面放了一盞燈，它變成了透明的紫色。

Turkevich方法所產(chǎn)生的效果是一個充分研究的現(xiàn)象。 這是物理學和化學相遇的那些可愛事件之一。 將光彎曲效果與3D打印相結合肯定會給舊技巧帶來一些新的關注，特別是因為只需要少量的金納米粒子就可以達到效果。 除了在藝術家中找到吸引力之外，二向色塑料還可用于3D打印光學和傳感器。

編譯自：3ders