Un equipo de ingenieros de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) ha desarrollado una tinta a base de polímeros elásticos (elastómeros) capaz de imprimir objetos en 3D con propiedades materiales que pueden cambiar y sin la necesidad de juntas mecánicas en su composición.
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La impresión 3D, utilizada en ámbitos como la robótica o la industria aeroespacial, es una tecnología que permite crear objetos tridimensionales a partir de un modelo digital, depositando capas sucesivas de materiales como los elastómeros.
Éstos se pueden fabricar con una variedad de propiedades que van desde rígidas hasta elásticas, lo que los convierte en un material muy popular para este tipo de aplicaciones.
Sin embargo, fabricar elastómeros a los que se les pueda dar forma de estructuras 3D capaces de cambiar su composición de flexible a rígida había sido inviable hasta ahora.
“Los elastómeros generalmente se moldean de manera que su composición no puede cambiar en las tres dimensiones en escalas de longitud corta”, añadió en el comunicado la responsable de la investigación y directora del Laboratorio de Materiales Blandos de la EPFL, Esther Amstad.
Para resolver este problema, el equipo liderado por Amstad desarrolló un tipo de elastómeros granulares de doble red imprimibles en 3D denominado DNGE, que puede variar sus propiedades mecánicas de una forma sin precedentes.
La versatilidad de estos elastómeros radica en su composición, con una primera red de micropartículas hinchadas de elastómero a partir de gotas de emulsión de aceite en agua, que se añaden a la tinta imprimible en 3D para crear la estructura de los objetos deseada.
Cuando estos elastómeros son absorbidos, se genera una segunda red que da rigidez al objeto.
Después, a base de estos elastómeros, los ingenieros imprimieron un prototipo de dedo humano con “huesos” rígidos rodeados de “carne” flexible capaz de deformarse de una manera predefinida, demostrando así el potencial de esta nueva tecnología.
El hallazgo, publicado en la revista especializada Advanced Materials, aporta también una mayor perdurabilidad a las impresiones 3D, ya que el uso de elastómeros en lugar de hidrogeles (material utilizado en las investigaciones en este campo más recientes) permite crear estructuras libres de agua, lo que las hace más estables en el tiempo.
Además, los investigadores señalan que otra ventaja es que los elastómeros de tipo DNGE se pueden imprimir utilizando impresoras 3D disponibles comercialmente, por lo que cualquiera que tenga una impresora estándar de este tipo podrá fabricarlos.
En cuanto a las futuras aplicaciones de este avance, el equipo apunta que podría ser útil para la fabricación de dispositivos de rehabilitación asistida para pacientes con pérdida parcial o completa del movimiento, así como para la creación de prótesis o incluso de guías de movimiento para ayudar a los cirujanos en intervenciones médicas.
