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Investigadores mostraron objetos impresos en 3D que cambian su forma

[26/08/2016] Investigadores mostraron la capacidad de imprimir en 3D objetos que luego pueden cambiar de forma, incluso plegarse y desplegarse, cuando se calientan mediante una corriente eléctrica o con la temperatura del aire del ambiente.

Los científicos, con el Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en California, usaron lo que describieron como una "tinta inteligente fabricada de aceite de soja junto con polímeros y nanofibras de carbono, que fueron capaces de "programar en una forma temporal a una temperatura que fue determinada por la composición química.

La tecnología, afirmaron los investigadores, podría tener aplicaciones en salud, en el aeroespacio para paneles solares o antenas que se pueden desplegar y para circuitos flexibles y dispositivos robóticos.

El proceso de creación de objetos mediante impresión 3D, que pueden cambiar de forma por cuenta propia, también es conocido como impresión 4D en la industria de la fabricación de aditivos.

Originalmente, la "impresión 4D se refiere a objetos impresos en 3D que usaron "materiales inteligentes que luego se podían autoensamblar. Ahora, el término cubre a los objetos impresos en 3D que pueden cambiar su forma y adecuarse al entorno.

Por ejemplo, una tablilla biomédica que puede corregir condiciones médicas y puede cambiar de forma con el tiempo a medida que un niño crece, es solo un ejemplo de la forma en que la impresión 4D se ha usado en años recientes.

Los investigadores del LLNL, sin embargo, afirmaron que su versión de la impresión 4D es única ya que es la primera en combinar el proceso de impresión 3D y el posterior plegamiento (vía métodos de origami) con materiales conductivos inteligentes para crear estructuras complejas.

A través de un proceso de impresión 3D de escritura de tinta directa, los investigadores del Lawrence Livermore National Laboratory produjeron varios tipos de estructuras, incluyendo un stent que se expande después de ser expuesto al calor.

La investigación, publicada en el journal Scientific Reports, demostró un material 4D con la capacidad de crear cajas, espirales y esferas a partir de shape memory polymers (SMPs) que pueden cambiar su forma cuando son calentados resistivamente o cuando son expuestos a la "temperatura apropiada.

"Es como hornear un pastel, afirmó Jennifer Rodríguez, autora principal del paper e investigadora postdoctoral de la División de Ingeniería de Materiales de la LLNL, en una nota de prensa. "Se saca la parte del horno antes de que esté lista y se establece la estructura permanente de la parte doblándola o torciéndola después de una gelificación inicial del polímero.

https://www.youtube.com/watch?v=RJTSRJPKTxw&feature=youtu.be

Los investigadores prevén que el nuevo material creará piezas extremadamente complejas.

Utilizando tinta inteligente impresa en 3D, los investigadores fueron capaces de producir varios tipos de estructuras, incluyendo un dispositivo conductor doblado que se transforma en uno recto cuando se expone a una corriente eléctrica o calor; un stent contraído que se expande después de estar expuesto al calor; y cajas que se abren o cierran cuando se calientan.

"Tenemos estos materiales con estructuras 3D, pero tienen propiedades muy inteligentes; ellos pueden conservar un recuerdo de la estructura previa, afirmó James Lewicki, científico de LLNL. "Abre un nuevo conjunto de propiedades. Si uno puede imprimir con estos compuestos de polímero, puede construir cosas y activarlos eléctricamente para que se desplieguen. En lugar de una masa muda, te quedas con este material inteligente y sensible.

Lucas Mearian, Computerworld (EE.UU.)