I nanodiamanti sono particelle di diamante prodotte dalle esplosioni e sono molto termicamente conduttivi. La polvere di nanodiamante è costituita da nanoparticelle di diamante atossiche, con una grande superficie, di circa 5 nm di dimensioni, e presentano alcune proprietà interessanti .
I ricercatori Krzysztof Królewski, Aleksandra Wieloszyńska, Aleksandra Kamińska e Katarzyna Kardacz dell’Università polacca della Gdańsk University of Technology (GUT), volevano indagare su una particolare proprietà e hanno pubblicato un articolo sul loro lavoro, intitolato “ Proprietà ottiche della resina polimerizzabile alla luce del giorno drogata con polvere di nanodiamante “.
L’abstract recita: “In questo articolo è stato elaborato un nuovo materiale per la stampa 3D. Poiché il diamante ha ottime proprietà ottiche, ci è venuta l’idea di applicarlo in un processo di stampa 3D. È stata creata una miscela di polvere di nanodiamante e resina di stampa 3D standard e sono state completate diverse stampe. Sono stati testati per le loro capacità di trasmettere e assorbire la luce in un ampio spettro di lunghezze d’onda. Si è scoperto che la resina drogata con nanopolveri rispetto a quella standard ha proprietà ottiche peggiori. Tuttavia, mostra che una miscela di resina e nanopolveri può controllare le proprietà ottiche delle stampe. “
Il team ha preparato e analizzato un nuovo materiale di stampa 3D fatto di nanoparticelle di diamante e resina dura diurna 3D ambrata da Photocentric , che ha causato proprietà ottiche uniche. Hanno fabbricato alcuni esempi del loro materiale sulla stampante 3D a cristalli liquidi 10 ′, quindi hanno testato le proprietà ottiche, insieme alle proprietà ottiche della resina polimerica fotocentrica per il confronto.
“Le piastre da 20 mm × 20 mm sono state stampate come campioni di prova che sono stati preparati con diversi spessori (0,2 mm, 0,5 mm, 0,8 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm e 5 mm)”, hanno spiegato i ricercatori.
È stato utilizzato uno spettrometro per ottenere le caratteristiche di trasmissione delle piastre campione stampate in 3D, nell’intervallo di lunghezze d’onda di 200-1100 nm a temperatura ambiente. Queste caratteristiche sono definite da, come hanno scritto i ricercatori, “aumentando la trasmissione diminuendo lo spessore delle piastre”.
Per la prima serie di lastre stampate in 3D, la trasmissione era quasi zero per le onde luminose nella gamma 200-400 nm, mentre la trasmissione maggiore era per quelle nella gamma 800-1100 nm. La trasmissione per la serie n. 2 era persino più elevata, il che era facile da vedere con piastre più spesse. Queste caratteristiche sono paragonabili a quelle di altri materiali ottici, come la silice fusa, e sono sicuramente appropriate per una serie di applicazioni ottiche.
“Nella prima serie, la trasmissione massima è rispettivamente del 60% e del 44% per lastre spesse 2 mm e 5 mm. A sua volta, nella seconda serie, questo valore è rispettivamente del 75% e del 65% “, hanno osservato i ricercatori.
Il team ha quindi determinato le caratteristiche di assorbimento per le piastre e ha scoperto che il maggior assorbimento è per le onde luminose nei 200-400 nm, a causa del loro colore arancione; l’assorbimento più basso è stato per le onde nell’intervallo 600-1100 nm.
Altre lastre sono state quindi stampate in 3D dal nuovo materiale del team di polvere di nanodiamondi e resina. I ricercatori hanno poi approfondito un po ‘di più il modo in cui hanno ottenuto e creato il materiale.
“La polvere di nanodiamante è stata ottenuta evaporando DMSO (dimetilsolfossido) dalla sospensione con nanodiamante”, hanno scritto. “Quindi la 66,835 g di resina liquida è stata miscelata con 0,069 g di polvere. Innanzitutto, l’agitazione magnetica è stata eseguita per un’ora e, successivamente, la sonicazione è stata eseguita per 45 minuti. Il sonatore funzionava in modalità impulso con potenza impostata al 10%. “
Il team ha utilizzato una serie di misurazioni OCT per valutare le proprietà dei materiali delle lastre stampate in 3D e ha ottenuto scansioni B singole da tre lastre con nanoparticelle di diamante e una senza, per riferimento. Le immagini mostrano che a causa della presenza di nanoparticelle e “della mancanza di tendenza all’agglomerazione”, il materiale preparato era in effetti omogeneo.
“In questa ricerca abbiamo dimostrato che la presenza di nanodiamondi influenza le caratteristiche ottiche della miscela”, hanno concluso i ricercatori. “Presuppone che altre nanoparticelle possano modificare le proprietà ottiche, in particolare le caratteristiche di assorbimento. Pertanto, può portare a nuove opportunità per un metodo economico, rapido e semplice per la prototipazione rapida di filtri ottici “.
Fig. 3. Due serie di piastre piane (prima serie in alto e seconda in basso). Il piatto più sottile è a sinistra. 
Fig. 2. Prototipi di lenti sferiche stampate in 3D. LR inferiore: lente piano-concava, lente piano-convessa e lente convessa-concava. La riga superiore mostra due lenti convesse-concave. 
Fig. 10. Immagine OCT del polimero utilizzato per la stampa. La mancanza di centri di scattering indica l’assenza di nanoparticelle di diamante. 
Fig. 9. Immagine PTOM della piastra con nanopolvere. Ci sono centri di scattering nel campione (punti luminosi nell’immagine), che indicano la presenza di nanoparticelle di diamante. Fig. 1. Prototipi di lenti cilindriche stampate in 3D. LR: lente convessa-convessa, lente convessa-concava, lente piano-concava, lente piano-convessa e lente concavo-concava. 
Fig. 8. Una serie di lastre piane, stampate dalla miscela di resina e polvere di nanodiamondi ottenute facendo evaporare DMSO dalla sospensione con nanodiamante. 