Síntesis y caracterización de materiales fotocrómicos híbridos impresos en 3D
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v14i8.49280Palabras clave:
Híbrido, PMMA, Óxido de Tungsteno, Impresión 3D.Resumen
Esta investigación tiene como objetivo producir piezas híbridas de polímero-WO3 transparentes y fotocrómicos mediante impresión 3D FDM (Modelado por Deposición Fundida) para aplicaciones ópticas. Se utilizó el método del poliol para la síntesis de óxido de tungsteno subestequiométrico WO3-x, que luego se oxida con dicromato de potasio K2Cr2O7. El fotocromismo del WO3 sintetizado se confirmó después de la irradiación bajo lámpara UV. Experimentos con varios polímeros han demostrado que el PMMA es el polímero más adecuado para componer la matriz del material híbrido. Se produjo un material híbrido PMMA-WO3 mediante solución y se caracterizó por espectrofotometría UV-vis-NIR, técnica que confirmó su propiedad fotocrómica. Dado que el diámetro estándar de los filamentos de impresión 3D es de 1,75 mm, se descubrió que la fibración era ineficaz para producir filamentos híbridos PMMA-WO3 adecuados. Se eligió la extrusión como método para obtener filamentos para impresión 3D, sin embargo, debido a problemas técnicos con el extrusor, los diámetros de los filamentos obtenidos no fueron lo suficientemente cercanos a 1,75 mm para ser impresos directamente por FDM.
Referencias
Agrawal, A., Johns, R. W., Milliron, D. J. (2017). Control of Localized Surface Plasmon Resonances in Metal Oxide Nanocrystals. Annual Review of Materials Research, 47(1), 1–31.
Andron, I (2020). Oxydes et fluorures photochromiques inorganiques : approches expérimentale et calculatoire. Université de Bordeaux.
Badour, Y., Danto, S., Albakour, S., Mornet, S., Penin, N., Hirsch, L., Gaudon, M. (2023). Low-cost WO3 nanoparticles/PVA smart photochromic glass windows for sustainable building energy savings. Solar Energy Materials and Solar Cells, 255, 112291 (11 p.).
Badour, Y. (2023). Unlocking the Potential of Photochromic Tungsten Oxide (WO3-x) Materials : Synthesis, Characterization, and Shaping of Hybrid Organic-Inorganic WO3-Doped Systems (0D, 1D, 2D) for Optical Applications. Université de Bordeaux.
Bensebaa, F. (2013). Chapter 2 - Wet Production Methods. Interface Science and Technology, Nanoparticle Technologies. Editora Elsevier, 19, 85–146.
Bourdin, M. (2020). Poudres et films à base d’oxyde de tungstène WO3 pour applications photoniques : photochromisme et électrochromisme. Université de Bordeaux, Université Laval.
Brayner, R., Fiévet, F., Coradin, T. (2013). Nanomaterials: A Danger or a Promise?: A Chemical and Biological Perspective. Editora Springer-Verlag. Atlas.
Dong, H., Chen, Y. C., Feldmann, C. (2015). Polyol synthesis of nanoparticles: status and options regarding metals, oxides, chalcogenides, and non-metal elements. Green Chem, 17(8), 4107–4132.
Fraser, R. A., Stoeffler, K., Ashrafi, B., Zhang, Y., Simard, B. (2012). Large-Scale Production of PMMA/SWCNT Composites Based on SWCNT Modified with PMMA. ACS Appl. Mater. Interfaces, 4(4), 1990–1997.
Gil, A. C. (2017). Como elaborar projetos de pesquisa. (6 ed.). Editora Atlas.
Hajduk, B., Bednarski, P., Jarka, H., Janeczek, M., Godzierz & T. Tański. (2021). Thermal and Optical Properties of PMMA Films Reinforced with Nb2O5 Nanoparticles. Scientific Reports, 1(1), 22531.
Hui, B., Wu, D., Huang, Q., Cai, L., Li, G., Li, J., Zhao, G. (2015). Photoresponsive and Wetting Performances of Sheet-like Nanostructures of Tungsten Trioxide Thin Films Grown on Wood Surfaces. RSC Adv., 5(90), 73566–73574.
Le Duigou, A., Chabaud, G., Castro, M. (2021). Impression 3D/4D de matériaux composites thermoplastiques. Techniques de l’ingénieur. https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/finitions-des-plastiques-fabrication-additive-des-polymeres-42475210/impression-3d-4d-de-materiaux-composites-thermoplastiques-bm7922/
Li, Y., Peng, S., Miao, J., Zheng, L., Zhong, J., Wu, L., Weng, Z. (2020). Isotropic Stereolithography Resin Toughened by Core-Shell Particles. Chemical Engineering Journal, 394, 124873.
Pardo, R., Zayat, M., Levy, D. (2011). Photochromic Organic–Inorganic Hybrid Materials. Chem. Soc. Rev, 40(2), 672–687. https://doi.org/10.1039/C0CS00065E.
Pereira, A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [free ebook]. Editora UFSM.
Piard, J. (2013). Le photochromisme : définition et applications. Le Bulletin de l'Union des Professeurs de Physique et de Chimie, 107(954), pp.549-559. Le Bulletin de l'Union des Professeurs de Physique et de Chimie, 107 (954), pp.549-559.
Pierre, C. (1999). L’analyse calorimétrique différentielle (DSC) : application à la chimie. L’Actualité Chimique, N°222, 13. Société Chimique de France (SCF).
Strutynski, C. (2015). Fibres tellurites pour sources supercontinuum infrarouges : gestion des profils opto-géométriques et des absorptions extrinsèques, Université de Bourgogne.
Valette, S. (2024). Techniques de caractérisation des céramiques. Techniques de l’ingénieur. https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/ceramiquesproprietes-et-elaboration-42578210/techniques-de-caracterisation-des-ceramiques-n4806/.
Zheng, H., Zhen Ou, J., Strano, M. S., Kaner, R. B., Mitchell, A., Kalantar-zadeh, K. (2011). Nanostructured Tungsten Oxide – Properties, Synthesis, and Applications. Advanced Functional Materials, 21(12), 2175–2196.
Zidan, H. M.; Abdelrazek, E. M. (2005). Structural and Optical Properties of PMMA Films Filled with Different Contents of Iodine. International Journal of Polymeric Materials, 54(11), 1073–1085.
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