Imprimer un code QR invisible, visible uniquement à certaines températures, c’est possible
Selon la température, le matériau apparaît uniformément opaque – ou affiche un code QR
Des matériaux qui réagissent à la température : un développement de la TU Wien élargit désormais considérablement les possibilités d’application des imprimantes 3D.
L’impression 3D est extrêmement pratique pour produire de petites quantités de composants personnalisés. Cependant, cette technologie a toujours présenté un problème majeur : les imprimantes 3D ne peuvent traiter qu’un seul matériau à la fois. Jusqu’à présent, l’impression 3D d’objets présentant des propriétés matérielles différentes selon les zones nécessitait des coûts importants, voire impossibles.
Des chercheurs de l’Université technique de Vienne ont développé des méthodes permettant de donner à un objet imprimé en 3D non seulement la forme souhaitée, mais aussi les propriétés matérielles souhaitées, point par point. La polyvalence de cette technologie a été démontrée dans plusieurs applications : par exemple, il est possible d’imprimer un code QR invisible, visible uniquement à certaines températures. Les résultats ont été publiés dans la célèbre revue « Nature Communications ».
Différentes propriétés des matériaux point par point
L’équipe de recherche de Katharina Ehrmann, à l’Institut de chimie synthétique appliquée de l’Université technique de Vienne, travaille avec des matériaux liquides irradiés par la lumière. Une réaction chimique se déclenche précisément à l’endroit où la lumière atteint le liquide. Les éléments constitutifs moléculaires du liquide se lient les uns aux autres, et le matériau devient solide.
La nouveauté réside dans la possibilité de contrôler précisément le durcissement du liquide et les propriétés du matériau obtenu. « Nous pouvons utiliser différentes intensités lumineuses, différentes longueurs d’onde ou différentes températures », explique Katharina Ehrmann. « Tout cela permet d’influencer les propriétés du matériau imprimé en 3D. »
De cette façon, il est possible de contrôler la manière dont les éléments moléculaires du liquide se lient entre eux lorsqu’ils deviennent solides. Ils peuvent s’organiser régulièrement, comme des spaghettis dans un paquet, et former un cristal, ou rester amorphes et désordonnés, comme des spaghettis cuits dans une assiette.
« Selon la cristallinité, les propriétés des matériaux peuvent également varier considérablement », explique Michael Göschl. « Les matériaux cristallins ont tendance à être durs et cassants, tandis que les matériaux amorphes sont souvent mous et élastiques. Les propriétés optiques peuvent également varier, allant d’une transparence vitreuse à un blanc opaque », précise Dominik Laa. Michael Göschl et Dominik Laa sont les premiers auteurs de la présente publication. Tous deux chercheurs au sein des équipes de Katharina Ehrmann et Jürgen Stampfl.
Le code QR invisible
L’équipe a désormais démontré la polyvalence de cette nouvelle méthode à travers plusieurs exemples. Par exemple, un code QR a été créé à l’intérieur d’un morceau de plastique recouvert d’une couche cristalline. Cependant, cette couche perd sa cristallinité à une certaine température et devient transparente ; le code QR secret devient alors soudainement visible. Selon le matériau et la température, il est également possible de détruire temporairement le code QR, comme un blocage d’accès temporaire sur votre téléphone en cas de saisie d’un code erroné.
De la même manière, il a été possible d’imprimer un symbole d’avertissement qui n’apparaît que lorsque le matériau est chauffé au-delà d’une certaine température. Cela permet, par exemple, de vérifier si la plage de température prescrite est dépassée lors du transport de marchandises thermosensibles.
La caractérisation optique du matériau a également été réalisée à l’Université technique de Vienne, dans le groupe de recherche du professeur Andrei Pimenov à l’Institut de physique du solide.
« Nous offrons un éventail de possibilités entièrement nouvelles pour l’impression 3D », explique Katharina Ehrmann. « Les applications potentielles sont envisageables dans de nombreux domaines, du stockage et de la sécurité des données aux applications biomédicales. »
https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/unsichtbare-geheimcodes-aus-dem-3d-drucker