Impresión 4D y materiales que responden a estímulos, en NPE2018

Los sistemas naturales son reconocidos por su habilidad de responder a factores ambientales como calor, luz y humedad de manera autónoma, permitiéndoles llevar a cabo tareas complejas, tales como cambiar de morfologí­a o ajustar su desempeño. Inspirados por la naturaleza, los materiales que responden a estí­mulos han emergido como una nueva generación de materiales inteligentes, con el potencial de influenciar un sinnúmero de aplicaciones, incluyendo los empaques inteligentes, biomateriales, textiles, sistemas auto-ensamblables y actuadores, tales como músculos artificiales.

Durante la conferencia técnica ANTEC, que se llevará en paralelo con la NPE entre el 7 y el 10 de mayo en el Orange County Convention Center de la Ciudad de Orlando, el foro de tecnologí­a del 7 de mayo discutirá el tema de “Impresión 4D y Materiales que Responden a Estí­mulos”.

En una de las conferencias de esta sesión, el profesor Jerry Qui, de Gergia Tech, hablará concretamente de los polí­meros y compuestos que permiten la llamada impresión 4D. En esta tecnologí­a, la forma de objetos impresos en 3D puede cambiar bajo estí­mulos externos como una función del tiempo, donde los estí­mulos se constituyen en esta cuarta dimensión. Inicialmente se imprime un compuesto en una configuración 3D, a partir de un archivo CAD, que especifica la geometrí­a y la ubicación de cierto polí­mero activo, que puede ser un polí­mero capaz de retener la memoria o un elastómero de cristal lí­quido. Esta funcionalidad puede activarse posterior a la impresión a partir de estí­mulos, para hacer que dos componentes se ensamblen de manera autónoma, por ejemplo.

Por su parte, el Dr. Taylor Ware, de la Universidad de Texas en Dallas, hablará en otra conferencia de estructuras tridimensionales capaces de ejecutar cambios reversibles en su forma. Esta tecnologí­a de estructuras impresas en 4D, permitirí­a una nueva generación de robótica suave, implantes médicos y productos de consumo, generados a partir de elastómeros de cristal lí­quido que responden al calor. Estos materiales se imprimen directamente en estructuras 3D con un orden molecular controlado, que se programa dependiendo del nivel de esfuerzo de corte durante la extrusión de los filamentos que se utilizan para la impresión. Cada uno de estos filamentos se puede contraer de manera reversible hasta un 40% en la dirección de impresión, cuando son sometidos a calor. De esta forma, por ejemplo, se pueden crear implantes que se “acomoden” después de su instalación para tener más ergonomí­a.

El Dr. Timothy White, del laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en Estados Unidos, presentará una investigación que permite hacer músculos a partir de elastómeros de cristal lí­quido. En las investigaciones que se encuentran en curso se trabaja en la generación de materiales que pueden ensamblarse de manera autónoma. Una de las caracterí­sticas más atractivas es que no quedan interfaces entre materiales, de forma tal que la composición es homogénea.

Entre tanto, la Dra. Marcia Pires, de Braskem, hablará de tecnologí­a propietaria de la empresa que permite a los polí­meros cambiar de color a partir de un estí­mulo externo. La oportunidad de aplicación está en empaques que pueden avisar al consumidor cuando el contenido haya expirado, por ejemplo.