La tecnología de impresión 4D se conoce como la fusión de la impresión 3D con los materiales inteligentes. La integración de polímeros con memoria de forma (SMP) magnetorresistentes en la impresión 4D ofrece nuevas oportunidades para crear productos innovadores e inteligentes controlados sin contacto.
Ahora, investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han creado software y hardware para una impresora 4D con aplicaciones en la industria biomédica. Esta máquina permite controlar funciones adicionales, como programar la respuesta del material para que el cambio de forma se produzca bajo un campo magnético externo o los cambios en sus propiedades eléctricas se desarrollen bajo una deformación mecánica.
Esto abre la puerta al diseño de robots blandos o sensores y sustratos inteligentes que transmitan señales a distintos sistemas celulares, entre otras aplicaciones.
Una nueva impresora inteligente permite fabricar estructuras blandas multifuncionales, formadas por materiales con propiedades mecánicas que imitan tejidos biológicos como el cerebro o la piel. Además, pueden cambiar su forma o propiedades cuando se las acciona mediante estímulos externos, como campos magnéticos o corrientes eléctricas.
El equipo de investigadores había logrado varios avances en el diseño y fabricación de estas estructuras, pero estaban muy limitados en cuanto al diseño de formas y la programación de respuestas inteligentes. El nuevo trabajo les permite abrir nuevas posibilidades al desarrollar una novedosa metodología de impresión 4D.
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Este tipo de impresión es compleja, ya que el material a extruir pasa de líquido a sólido durante el proceso de impresión. Por tanto, es necesario comprender la dinámica del material para adaptar el proceso de fabricación y obtener un material lo suficientemente líquido como para pasar por la boquilla de la impresora, pero lo suficientemente sólido como para mantener una forma determinada.
Para lograrlo, el equipo ha desarrollado una metodología interdisciplinar que combina técnicas teóricas y experimentales que les ha permitido construir desde cero el dispositivo de impresión, tanto el hardware como los programas informáticos que permiten controlarlo.
Los investigadores también han creado un nuevo concepto de material que tiene la capacidad de autorepararse a sí mismo de forma autónoma sin necesidad de una acción externa.
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“Este material consiste en una matriz de polímero blando incrustada con partículas magnéticas con un campo remanente. A efectos prácticos, es como si tuviéramos pequeños imanes distribuidos en el material, de manera que, si se rompe, al juntar de nuevo las partes resultantes, éstas se unirán físicamente, recuperando su integridad estructural”, explica Daniel García González, jefe del proyecto ERC 4D-BIOMAP.
La combinación de materiales con capacidad de autorreparación y cuyas propiedades de conducción eléctrica varían con la deformación abre enormes posibilidades en el desarrollo de sensores.
Noticia tomada de: Inceptive Mind / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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