Les faisceaux lumineux créent une nouvelle 3D

Une équipe de chercheurs australiens a développé une encre qui pourrait être utilisée dans un tout nouveau concept d'impression 3D potentiellement beaucoup plus rapide.

Dans le cadre de cette technologie, le faisceau lumineux d'un laser traverse l'encre, excitant les atomes sur son passage. Certaines des molécules changent de forme lorsqu'elles sont touchées par la lumière, mais elles ne réagissent avec rien – pour l'instant. Un deuxième faisceau lumineux, d'une couleur différente, frappe l'encre sous un autre angle, provoquant des contorsions dans un ensemble différent de molécules.

A l'intersection de ces faisceaux lumineux, les deux molécules excitées réagissent l'une avec l'autre et deviennent solides.

C'est l'idée qui anime la nouvelle technique d'impression 3D.

"Normalement, dans une imprimante 3D, le jet d'encre se déplace en deux dimensions, imprimant lentement une couche 2D avant de remonter pour imprimer une autre couche par-dessus", explique le Dr Sarah Walden, chercheuse au Centre de science des matériaux de l'Université de technologie du Queensland.

"Mais en utilisant cette technologie, vous pouvez activer une feuille bidimensionnelle entière et imprimer la feuille entière en une seule fois."

Cette technologie est sur le point d'être mise sur le marché, mais il y a quelques éléments qui la retiennent.

"Ces imprimantes bicolores viennent tout juste d'être développées. Il y en a une commerciale sur le marché", explique Walden.

Pour le moment, il est difficile de trouver des substances qui réagissent à des nuances de lumière spécifiques et qui réagissent entre elles. C'est là qu'interviennent les recherches de Walden et de ses collègues.

"Nous fabriquons des encres qui pourraient être utilisées dans ce type d'impression et nous pensons que cela pourrait vraiment accélérer la vitesse à laquelle nous imprimons des matériaux en 3D", déclare Walden.

L'équipe vient de publier un article dans Nature Communications décrivant l'une de ces encres.

Recevez une mise à jour des histoires scientifiques directement dans votre boîte de réception.

"Nous avons essayé beaucoup de choses qui n'ont pas fonctionné, comme vous le faites dans la recherche. C'était formidable de trouver enfin un système qui se comporte bien", déclare Walden.

Le système fonctionne en manipulant deux substances : l'une un type de produit chimique appelé azobenzène et l'autre un type de cétène. Ces deux produits chimiques ne réagissent pas l'un avec l'autre dans des conditions typiques. Mais lorsque les molécules sont exposées à la lumière (lumière rouge ou verte dans le cas de l'azobenzène, lumière UV dans le cas du cétène), chacune change de forme en une forme qui les fait réagir les unes avec les autres pour former un composé solide.

Cette astuce signifie qu'en l'absence des deux nuances de lumière, rien n'arrive à la substance, ce qui signifie qu'elle peut être utilisée dans les processus de fabrication ultérieurs.

"Nous utilisons les couleurs de la lumière pour les transformer essentiellement en leurs formes réactives", résume Walden.

"Mais s'ils ne trouvent pas de partenaire de réaction, ils retournent simplement à leurs formes non réactives. Ainsi, lorsque nous éteindrons la lumière, aucune réaction ne se produira par la suite."

Les chercheurs ont d'abord testé le processus avec un laser accordable dans les laboratoires QUT, mais ont ensuite pu le reproduire avec des diodes électroluminescentes (LED) disponibles dans le commerce.

Walden dit que, jusqu'à présent, la technologie a été utilisée pour fabriquer des objets portables de preuve de concept.

"Nous avons fabriqué de petits matériaux dans notre laboratoire, nous savons donc que ce processus à deux couleurs fonctionne", dit-elle.

L'équipe interdisciplinaire veut trouver d'autres produits chimiques qui peuvent réagir à la lumière et les uns aux autres comme ça.

"Vous pouvez commencer à penser à des matériaux de type biocompatible avec la lumière visible - mais c'est bien sur la piste", explique Walden.

Publié à l'origine par Cosmos en tant qu'imprimante 3D qui utilise des faisceaux lumineux croisés pour fixer son encre

Ellen Phiddian est journaliste scientifique chez Cosmos. Elle est titulaire d'un baccalauréat ès sciences (avec distinction) en chimie et en communication scientifique, et d'une maîtrise en communication scientifique, tous deux de l'Université nationale australienne.

Il n'y a jamais eu de moment plus important pour expliquer les faits, chérir les connaissances fondées sur des preuves et présenter les dernières percées scientifiques, technologiques et techniques. Cosmos est publié par The Royal Institution of Australia, une organisation caritative dédiée à connecter les gens avec le monde de la science. Les contributions financières, grandes ou petites, nous aident à fournir un accès à des informations scientifiques fiables à un moment où le monde en a le plus besoin. Veuillez nous soutenir en faisant un don ou en achetant un abonnement aujourd'hui.