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3D資訊
首頁 > 資訊中心青島3D打印技術(shù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)著色的精準(zhǔn)光控
發(fā)布時間：2023-08-09
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韓國電子技術(shù)研究院 (KERI)的研究人員夠集成透明顯示器和增強(qiáng)現(xiàn)實 (AR) 設(shè)備的3D打印技術(shù)。
納米光子3D打印機(jī)用于制造先進(jìn)顯示器的衍射光柵
關(guān)鍵創(chuàng)新在于三維衍射光柵的實現(xiàn)，利用納米級3D打印技術(shù)精確控制光路。該技術(shù)利用了自然界中觀察到的結(jié)構(gòu)色原理，即光在波長水平上與微觀結(jié)構(gòu)相互作用。這種衍射現(xiàn)象產(chǎn)生了被稱為“結(jié)構(gòu)色”的獨(dú)特顏色，如變色龍的皮膚和孔雀羽毛的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)中所見。
衍射光柵是一種具有規(guī)則排列的微觀結(jié)構(gòu)的裝置，專門用于控制光的衍射。通過將光照射到該光柵上，反射光根據(jù)其波長分散到不同的路徑中，產(chǎn)生生動的結(jié)構(gòu)色或光譜。重要的是，這種3D打印技術(shù)無需使用染料即可實現(xiàn)精確的光控制以實現(xiàn)著色。
要實現(xiàn)如此高精度的光控制，需要開發(fā)非常精細(xì)的衍射光柵。KERI的納米級3D打印技術(shù)被廣泛認(rèn)為是世界上最好的，通過一種稱為“橫向打印”的獨(dú)特方法使這一切成為可能。橫向打印方法涉及3D打印噴嘴以類似于縫合的方式移動，以打印具有所需橋狀形狀的高密度納米線衍射光柵。
這項技術(shù)突破的影響是巨大的。衍射光柵的透明特性為未來的應(yīng)用開辟了多種可能性，包括智能車窗、鏡子和平視顯示器中的透明顯示器。此外，已經(jīng)使用衍射光柵的AR設(shè)備可以進(jìn)一步從這項技術(shù)中受益。衍射光柵能夠根據(jù)變形發(fā)出不同顏色，這也使其在變形檢測至關(guān)重要的機(jī)械工程和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有重要價值。此外，該技術(shù)是光學(xué)物理研究的強(qiáng)大工具。
Jaeyeon Pyo博士強(qiáng)調(diào)，這種3D打印技術(shù)能夠在特定位置精確實現(xiàn)所需的結(jié)構(gòu)顏色，而不受基材材料或形狀的限制。這一突破將顯示設(shè)備從公式化的“外形因素”限制中解放出來，促進(jìn)了形狀多樣化和新設(shè)計的可能性。
KERI的研究團(tuán)隊，包括 Jaeyeon Pyo 博士（右），開發(fā)了納米級3D打印技術(shù)來生產(chǎn)用于先進(jìn)顯示器的衍射光柵
Pyo博士團(tuán)隊進(jìn)行的研究因其卓越性而獲得認(rèn)可，并成為美國化學(xué)會出版的材料科學(xué)著名期刊《ACS Nano》的封面文章。該研究的 JCR 影響因子高達(dá) 17.100，位居該領(lǐng)域前 5.7%，凸顯了這一技術(shù)進(jìn)步的重要性和潛在影響。
科日已完成專利申請流程，預(yù)計這一成果將引起顯示行業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注。該研究所旨在通過確定可以從這種尖端3D打印技術(shù)中受益的企業(yè)來促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
值得注意的是，KERI是科技部國家科學(xué)技術(shù)研究委員會下屬的政府資助研究機(jī)構(gòu)。實現(xiàn)這一突破的研究是KERI基礎(chǔ)項目“電路/外殼集成器件4D打印技術(shù)開發(fā)”的一部分。此外，Jaeyeon Pyo 博士在科學(xué)技術(shù)大學(xué) (UST) 擔(dān)任兼職副教授，進(jìn)一步加強(qiáng)了該研究所對技術(shù)領(lǐng)域研究和教育的承諾。
納米光子3D打印機(jī)用于制造先進(jìn)顯示器的衍射光柵
關(guān)鍵創(chuàng)新在于三維衍射光柵的實現(xiàn)，利用納米級3D打印技術(shù)精確控制光路。該技術(shù)利用了自然界中觀察到的結(jié)構(gòu)色原理，即光在波長水平上與微觀結(jié)構(gòu)相互作用。這種衍射現(xiàn)象產(chǎn)生了被稱為“結(jié)構(gòu)色”的獨(dú)特顏色，如變色龍的皮膚和孔雀羽毛的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)中所見。
衍射光柵是一種具有規(guī)則排列的微觀結(jié)構(gòu)的裝置，專門用于控制光的衍射。通過將光照射到該光柵上，反射光根據(jù)其波長分散到不同的路徑中，產(chǎn)生生動的結(jié)構(gòu)色或光譜。重要的是，這種3D打印技術(shù)無需使用染料即可實現(xiàn)精確的光控制以實現(xiàn)著色。
要實現(xiàn)如此高精度的光控制，需要開發(fā)非常精細(xì)的衍射光柵。KERI的納米級3D打印技術(shù)被廣泛認(rèn)為是世界上最好的，通過一種稱為“橫向打印”的獨(dú)特方法使這一切成為可能。橫向打印方法涉及3D打印噴嘴以類似于縫合的方式移動，以打印具有所需橋狀形狀的高密度納米線衍射光柵。
這項技術(shù)突破的影響是巨大的。衍射光柵的透明特性為未來的應(yīng)用開辟了多種可能性，包括智能車窗、鏡子和平視顯示器中的透明顯示器。此外，已經(jīng)使用衍射光柵的AR設(shè)備可以進(jìn)一步從這項技術(shù)中受益。衍射光柵能夠根據(jù)變形發(fā)出不同顏色，這也使其在變形檢測至關(guān)重要的機(jī)械工程和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有重要價值。此外，該技術(shù)是光學(xué)物理研究的強(qiáng)大工具。
Jaeyeon Pyo博士強(qiáng)調(diào)，這種3D打印技術(shù)能夠在特定位置精確實現(xiàn)所需的結(jié)構(gòu)顏色，而不受基材材料或形狀的限制。這一突破將顯示設(shè)備從公式化的“外形因素”限制中解放出來，促進(jìn)了形狀多樣化和新設(shè)計的可能性。
KERI的研究團(tuán)隊，包括 Jaeyeon Pyo 博士（右），開發(fā)了納米級3D打印技術(shù)來生產(chǎn)用于先進(jìn)顯示器的衍射光柵
Pyo博士團(tuán)隊進(jìn)行的研究因其卓越性而獲得認(rèn)可，并成為美國化學(xué)會出版的材料科學(xué)著名期刊《ACS Nano》的封面文章。該研究的 JCR 影響因子高達(dá) 17.100，位居該領(lǐng)域前 5.7%，凸顯了這一技術(shù)進(jìn)步的重要性和潛在影響。
科日已完成專利申請流程，預(yù)計這一成果將引起顯示行業(yè)企業(yè)的高度關(guān)注。該研究所旨在通過確定可以從這種尖端3D打印技術(shù)中受益的企業(yè)來促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
值得注意的是，KERI是科技部國家科學(xué)技術(shù)研究委員會下屬的政府資助研究機(jī)構(gòu)。實現(xiàn)這一突破的研究是KERI基礎(chǔ)項目“電路/外殼集成器件4D打印技術(shù)開發(fā)”的一部分。此外，Jaeyeon Pyo 博士在科學(xué)技術(shù)大學(xué) (UST) 擔(dān)任兼職副教授，進(jìn)一步加強(qiáng)了該研究所對技術(shù)領(lǐng)域研究和教育的承諾。
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