Cientistas sintetizam material com propriedades ópticas usando tinta especial
A impressão 3D avança rapidamente em diversas áreas da ciência. Uma das mais fascinantes é justamente a Bioimpressão, com a vasta possibilidade de aplicações para a área da saúde. A mais recente delas trata de um feito alcançado por uma equipe de pesquisadores baseados no California’s Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), nos Estados Unidos. Cientistas e engenheiros desenvolveram uma nova técnica de impressão 3D que usa tintas especiais para imprimir pequenas amostras de teste com propriedades ópticas de alto nível – melhores inclusive que muitos produtos de vidro disponíveis comercialmente.
Diversas técnicas para a impressão 3D de lentes ópticas foram testadas no passado, por vezes fazendo uso de filamentos especiais à base de vidro e processos avançados de SLA. Os pesquisadores do LLNL, no entanto, foram os primeiros a sugerir o uso de tintas de impressão 3D customizadas para aprimorar a técnica de deposição FDM na fabricação do vidro.
Um desafio na impressão de objetos ópticos é que o índice de refração do vidro é sensível ao seu histórico térmico. Para lidar com a questão, os pesquisadores optaram por depositar um material especial desenvolvido na LLNL em forma de pasta e, em seguida, aquecer toda a impressão para criar a forma ideal. Isso significaria que o vidro era capaz de manter um índice de refração uniforme, eliminando assim qualquer distorção óptica que pudesse levar à degradação da função óptica.
As tintas customizadas para impressão 3D são formadas por uma suspensão de diferentes partículas de silica e silica-titania. Elas foram desenvolvidas para possibilitar a impressão de óculos com propriedades térmicas e mecânicas específicas, assim como alto desempenho óptico.
“Os componentes impressos a partir do vidro derretido apresentam a textura do processo de impressão 3D típico, e mesmo que a superfície fosse polida, ainda seria possível colher evidências do processo de impressão 3D na estrutura do material”, explica Rebecca Dylla-Spears, engenheira química do LLNL e principal cientista envolvida no projeto. “Essa abordagem nos permite obter a homogeneidade do índice necessário para trabalhar propriedades óticas. Agora podemos usar esses componentes para fazer algo interessante”.
As peças impressas foram pequenas, apenas para testar a técnica. Agora que foi comprovada, muitas aplicações possíveis estão abertas para testes. Lentes ópticas pode ser feitas com estruturas geométricas e mudanças de composição que, de outra forma, seriam inatingíveis pelos métodos de fabricação convencionais. Por exemplo, a técnica de impressão 3D poderia ser usada para fazer lentes com gradiente de índice de refração que, ao serem polidas, substituiriam as técnicas de polimento mais caras usadas para lentes curvas tradicionais.
O trabalho está descrito em um artigo científico publicado no jornal “Advanced Materials”, intitulado “3D Printed Optical Quality Silica and Silica–Titania Glasses from Sol–Gel Feedstocks”. “A manufatura aditiva oferece um novo grau de liberdade para combinar materiais ópticos de maneiras que não poderíamos fazer antes”, conta a cientista Dylla-Spears. “Isso abre um novo espaço de design que não existia no passado, permitindo projetar tanto a forma de uma lente óptica, como também manipular as propriedades ópticas do material”.
Fonte: 3ders.org