La UC3M desarrolla una impresora 4D capaz de trabajar con materiales inteligentes
En la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), un equipo de investigadores ha creado una impresora 4D con la capacidad de fabricar piezas con materiales inteligentes. La línea de investigación llevada a cabo por los investigadores de la UC3M se centra en el desarrollo de estructuras multifuncionales blandas a través de una nueva metodología aditiva. Y es que esta solución no cuenta solo con la posibilidad de crear piezas capa a capa. La impresora 4D es capaz de controlar y programar la respuesta de los materiales utilizados ante la aplicación de un campo magnético o una corriente eléctrica. Esto abrirá la puerta a multitud de aplicaciones nuevas, incluyendo el diseño de robots blandos o sensores y sustratos inteligentes que puedan transmitir señales a distintos sistemas celulares.
Se denomina impresión 4D a la tecnología de fabricación aditiva en la cual los materiales están «programados» para que, una vez se termine el proceso de impresión, puedan cambiar sus formas o propiedades según la funcionalidad de la pieza. Este nuevo proyecto de la UC3M podría cambiar el paradigma de lo que conocemos hoy en día, haciendo que esta tecnología sea más accesible para su investigación. Pero, ¿cómo se ha desarrollado la impresora 4D y con qué características cuentan los materiales inteligentes?
La impresora 4D. (Créditos: UC3M)
La impresora 4D y los materiales inteligentes
Las estructuras multifuncionales creadas están compuestas por materiales que integran propiedades mecánicas capaces de mimetizar tejidos biológicos como el cerebro o la piel. El concepto de “inteligentes” se otorga a los materiales debido a su capacidad de modificar su forma o propiedades frente a estímulos externos, como pueden ser campos magnéticos o corrientes eléctricas. Daniel García González, investigador del proyecto y profesor de la UC3M, explica: “Este material consiste en una matriz polimérica blanda donde se incluyen partículas magnéticas con un campo remanente. A efectos prácticos es como si tuviéramos pequeños imanes distribuidos en el material, de manera que, si éste se rompe, al volver a acercar las partes resultantes, éstas van a volver a juntarse recuperando su integridad estructural”. A pesar de los avances realizados en términos de materiales, los investigadores encontraron ciertas limitaciones a la hora de formar las estructuras y programar las respuestas asociadas. Es entonces donde encontraron un aliado en la fabricación aditiva.
La impresión 4D es una tecnología realmente compleja. Esto se debe a que el material debe pasar de estado líquido a sólido durante el proceso de fabricación. Por esa razón, es fundamental conocer la dinámica para adaptar el proceso de impresión, de manera que el material se encuentre en un estado adecuado. Gracias al proyecto desarrollado por los investigadores y los avances en esta metodología, los expertos consiguieron imprimir 3 tipos diferentes de materiales inteligentes. Estos incluyen unos capaces de modificar su forma y propiedades frente a campos magnéticos, otros con capacidad de reparación autónoma, y, por último, unos materiales cuyas propiedades eléctricas y conductividad varían según su deformación. Este proyecto es pionero en el estudio de la impresión 4D en España, por lo que se espera que en el futuro continúen los avances en este campo de investigación.
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*Créditos foto de portada: UC3M
