I materiali con proprietà dicroiche risalgono almeno al IV secolo quando la coppa di Lycurgus era (probabilmente accidentalmente) fatta, una nave di vetro che appare verde opaco quando è illuminata dal davanti e rossa traslucida quando è illuminata da dietro. L’effetto è causato dalle nanoparticelle d’oro e d’argento allungate che riflettono alcune lunghezze d’onda della luce trasmettendone altre, anche se probabilmente il creatore della Coppa Lycurgus non lo sapeva e stava semplicemente aggiungendo le polveri metalliche per rendere il vetro più lucido. Ma Vittorio Saggiomo e colleghi dell’Università di Wageningen nei Paesi Bassi hanno capito la causa dell’effetto ottico quando hanno sviluppato un metodo di stampa 3D con nanoparticelle d’oro per creare oggetti con proprietà dicroiche.
I ricercatori hanno iniziato a creare una soluzione dicroica utilizzando una versione modificata del metodo Turkevich che riduce gli ioni d’oro alle nanoparticelle d’oro usando un citrato. La soluzione subisce più cambi di colore temporanei, inizialmente dal giallo al blu, e quindi dopo un paio di minuti, si sposta su un nero scuro prima di stabilirsi definitivamente sul marrone dicroico opaco / trasparente viola. Il documento afferma:
“Lo studio dipendente dal tempo mostra la formazione di piccoli nuclei d’oro che nel tempo si raggruppano formando strutture simili a nanofili in concomitanza con il cambiamento del primo colore. Il secondo cambio di colore, dall’inchiostro nero al viola, è accompagnato da un miglioramento della dispersione, dando alla soluzione viola un riflesso marrone. Mentre bolle, il frammento di nanofili d’oro, creando nanoparticelle con una grande testa e una coda sottile e lunga, paragonabile a un girino. Nel corso del tempo la coda inizia a ridursi. “
Hanno poi infuso la soluzione dicroica della nanoparticella d’oro in alcool polivinilico (PVA), una plastica comunemente usata per produrre supporti su stampe 3D mentre si dissolve in acqua. Quella plastica è stata estrusa in un filamento che può essere utilizzato su qualsiasi stampante FDM 3D standard (in questo caso una Ultimaker 2). Le parti stampate in 3D nel materiale sembrano marroni con una luce che brilla sul davanti, ma lasciano una luce dietro di esso e si trasformano in un viola trasparente.
L’effetto permeato dal metodo Turkevich è un fenomeno ben studiato. È uno di quegli avvenimenti incantevoli che accadono dove la fisica e la chimica si incontrano. Unire l’effetto di flessione della luce alla stampa 3D porterà sicuramente una nuova attenzione al vecchio trucco, soprattutto perché è necessaria solo una piccola quantità di nanoparticelle d’oro per ottenere il risultato. Oltre a trovare appeal tra gli artisti, le plastiche dicroiche potrebbero essere utilizzate per l’ottica e i sensori di stampa 3D. Non sarebbero i primi obiettivi stampati in 3D .
