Nuevos materiales para Impresión 3D

Los científicos de  ingenieros de uno de los tres campus regionales de la Universidad de Rutgers, la universidad de investigación pública de Nueva Jersey han logrado desarrollar materiales impresos 4D flexibles y ligeros con un potencial enorme en aplicaciones industriales, aeronáuticas o biomédicas, como pequeños robots o minúsculos dispositivos biomédicos para implantar.

La impresión en 4 dimensiones se fundamenta en la tecnología de fabricación aditiva pero que utiliza materiales sumamente especiales y diseños verdaderamente sofisticados para imprimir objetos que tienen la capacidad de modificar su geometría en función de de las condiciones exteriores, como la temperatura. Si la impresión 3D es capaz de formar materiales en 3 dimensiones, al añadirle una cuarta dimensión, podemos alcanzar materiales que modifican fu forma en función precisamente del timpo, añade el profesor Howon Lee, uno de los artífices de estos estudios.

"Creemos que esta interacción sin precedentes de la ciencia de los materiales, la mecánica y la impresión 3D creará un nuevo camino hacia una amplia gama de aplicaciones interesantes que mejorarán la tecnología, la salud, la seguridad y la calidad de vida", dijo Lee.

Los ingenieros han creado una nueva clase de "metamateriales" que están diseñados para tener propiedades inusuales y contradictorias que no se encuentran en la naturaleza. Las capacidades de estos materiales pueden sorprendernos, y aún más sus aplicaciones en las diversos sectores.

Tradicionalmente, la forma de los materiales era inmutable con el paso del tiempo, esta era la manera que teníamos de obtener elementos industriales. Pero gracias a los ingenieros de Rutgers pueden sintonizar sus materiales plásticos con calor, por lo que permanecen rígidos cuando se golpean o se vuelven suaves como una esponja para absorber los golpes.

Según la universidad, la rigidez de estos materiales se puede modificar más de 100 veces, lo que permite un control muy exhaustivo para elementos que necesitan resistencia a impactos. Así, es posible configurar materiales con propiedades concretas, modelarlos en función a las necesidades industriales y los requerimientos técnicos necesarios, después del esfuerzo, y a voluntad pueden volver a su estado original cuando varía la temperatura.

El interés que ha suscitado estos materiales esta bien justificado. Estos materiales podrían usarse en alas de aviones o drones que cambian de forma para mejorar el rendimiento, o incluso en estructuras super ligeras para lanzamientos espaciales que se transforman ya en el espacio para formar una estructura más grande, como un panel solar.

Los robots blandos, flexibles y gomosos inspirados en el pulpo podrían demostrar una flexibilidad o rigidez variable que permitiera adaptarse al entorno en cuestión. Los dispositivos pequeños implantados en personas para diagnóstico, o para el tratamiento de medicinas a demanda.  Toda la publicación completa puede ojearse en la revista técnica Materials Horizons.