ترکیب نانوذرات طلا و چاپ سه‌بعدی برای تولید اجسام دو رنگ‌نما

سابقه ساخت ظروف دو رنگ‌نما (dichroic) به قرن‌ها قبل باز می‌گردد؛ زمانی که اجداد ما از ذرات نقره و طلا برای ایجاد رنگ‌های مختلف استفاده می‌کردند. در Lycurgus Cup که از شیشه ساخته شده زمانی که نور از جلو به جام برخورد می‌کند، سبز دیده می‌شود و اگر نور از پشت به آن تابیده شود، قرمز دیده می‌شود.

ویتوریو ساگیومو و همکارانش از دانشگاه واگنینگن در هلند در حین توسعه یک روش چاپ سه‌بعدی با نانوذرات طلا، راه‌کاری برای ساخت اجسام با خاصیت دو رنگ‌نما ارائه کردند.

برای این کار از یک محلول دو رنگ‌نما با استفاده از نسخه اصلاح‌شده روش تورکویچ، استفاده می‌شود که در آن یون‌های طلا با استفاده از سیترات به نانوذرات طلا احیاء می‌شوند. این محلول می‌تواند تغییرات رنگ موقتی را تجربه کند که در آن از رنگ اولیه زرد به آبی رسیده و سپس بعد از چند دقیقه به رنگ سیاه می‌رسد.

در مقاله‌ای که این گروه به رشته تحریر درآوردند، آمده است: « این مطالعه که وابسته به زمان است نشان داد که هسته‌های کوچک طلا تشکیل شده و سپس به خوشه‌های طلا تبدیل می‌شوند و این خوشه‌ها نیز تشکیل ساختارهای نانوسیمی می‌دهند که موجب تغییر رنگ اولیه می‌شود. دومین تغییر رنگ از سیاه به بنفش به دلیل پراش اتفاق می‌افتد. در حالی که نانوسیم‌های طلا در حال جوش هستند، نانوذرات طلا که به‌صورت میله‌ای هستند ساختاری شبیه به بچه قورباغه پیدا می‌کنند. در ادامه نانوذرات دو رنگ‌نما در محلول حاوی پلی‌ونیل الکل به این پلیمر متصل شده و می‌توان ساختار سه‌بعدی ایجاد کرد. این پلاستیک را می‌توان با استفاده از چاپگر سه‌بعدی به اشکال مختلف در آورد. محصول نهایی درصورت تابش نور از روبرو به رنگ قهوه‌ای دیده می‌شود اما اگر نور از پشت به آن بتابد به‌صورت بنفش روشن دیده می‌شود.

روش تورکویچ یک پدیده مشهور بوده که در آن از ترکیب شیمی و فیزیک استفاده شده است. استفاده از نانوذرات طلا و ساخت اجسام سه‌بعدی با این روش می‌تواند کاربردهای متعددی داشته باشد.