¿Y si un defecto en la impresión 3D pudiera convertirse en la clave para desarrollar una nueva tecnología? Esta es la propuesta de un grupo de investigadores de la Universidad de Hanyang, en Corea del Sur, que aprovecharon el sobrecurado para crear superficies adhesivas inspiradas en los geckos. Mediante el proceso DLP, han conseguido replicar estructuras anisotrópicas similares a las de las patas de estos reptiles, conocidos por su capacidad de adherirse y desprenderse de superficies.
Entre las aplicaciones que podrían aprovechar estas estructuras está la robótica blanda, los dispositivos biomédicos y sistemas que sirven para manipular objetos. El estudio fue publicado en la revista Mirosystems & Nanoengineering y en él participaron distintos departamentos de la universidad coreana.
Explicación del proceso para obtener y comprobar las estructuras anisotrópicas. (Créditos de la imagen: Kim, S., Kim, J., Seo, S. et al.).
La impresión 3D por DLP consiste en solidificar resinas selectivamente mediante luz. Sin embargo, uno de sus principales desafíos ha sido el sobrecurado, un incidente en el que la luz actúa más allá de lo que se prevé y endurece la pieza en zonas no deseadas. Normalmente, esto se considera como un defecto pues la precisión de la estructura se altera. No obstante, en este estudio se decidió cambiar la idea. Los investigadores utilizaron el sobrecurado estratégicamente para formar microestructuras inclinadas inspiradas en las patas adhesivas de los geckos. Mediante un control de la dirección de impresión y el tiempo de exposición a la luz, lograron inducir una inclinación perfecta en pilares microscópicos partiendo de modelos digitales simples.
¿Por qué las estructuras anisotrópicas están inspiradas en los geckos?
Las patas de los geckos están cubiertas por unas estructuras diminutas llamadas setas, que a su vez se ramifican en micro espátulas. Esta disposición les permite adherirse firmemente a superficies lisas, sin succión. Por lo que su secreto está en la orientación inclinada de las fibras, que les permite pegarse a algo con firmeza cuando se aplica presión en una dirección, pero se desprenden fácil con un pequeño giro. Imitando esa misma lógica, el equipo procesó las microestructuras impresas mediante una técnica de doble moldeo, transformándolas en superficies capaces de adherirse de forma similar a la de los geckos. Las nuevas superficies impresas replican la adherencia y son ideales para aplicaciones como grippers (pinzas robóticas) que necesitan manipular objetos delicados sin dañarlos.
Para demostrar la viabilidad del método, el equipo fabricó un módulo mecánico que incorpora esas estructuras anisotrópicas. Su prototipo fue capaz de adherirse a distintos materiales y soltarlos de manera fácil con un movimiento controlado. Además, al comparar las nuevas estructuras con aquellas fabricadas por métodos tradicionales, se observó una mejor estabilidad, reduciendo al mismo tiempo la complejidad del proceso de fabricación. Entonces, el uso del sobrecurado como parámetro de diseño permitió eliminar pasos intermedios costosos, haciendo que el proceso sea más eficiente. ¿Quién lo hubiera imaginado?
Fotos de superficies anisotrópicas funcionales. (Créditos de la foto:Kim, S., Kim, J., Seo, S. et al.).
El estudio demuestra cómo un defecto puede convertirse en una ventaja cuando se replantea desde un punto de vista creativo. Al reinterpretar el sobrecurado como una herramienta de diseño, los investigadores superaron las limitaciones técnicas del proceso DLP, abriendo un nuevo camino para fabricar estructuras avanzadas. El desarrollo de pinzas robóticas inspiradas en los geckos es solo un ejemplo del potencial de esta técnica. En el futuro, su aplicación podría extenderse a campos como la robótica blanda, dispositivos médicos de precisión o incluso sistemas de montaje industrial. Más información sobre la técnica aquí.
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