La técnica de impresión 3D te permite cambiar el color de un objeto usando luz

Los científicos del MIT pueden crear objetos maleables impresos en 3D modificando polímeros

¿Alguna vez imprimió un objeto 3D y cambió de opinión sobre el diseño? Quizás el color estaba mal o era demasiado pequeño para el propósito. Por lo general, se quedaría atrapado con esa mala elección de diseño. Ahora, sin embargo, los científicos del MIT han creado un método de impresión 3D que les permite modificar un objeto impreso.

La estereolitografía es una técnica de impresión 3D común que funciona iluminando una solución líquida de monómeros (bloques de plástico y otros materiales) para formar capa tras capa de polímeros sólidos en un diseño específico, hasta que se completa la forma final.

Anteriormente, una vez que se imprimía un objeto, estos polímeros se consideraban “muertos”: no podían expandirse para formar nuevas cadenas de polímeros, lo que alteraría el objeto impreso. Sin embargo, el nuevo método MIT les permite agregar polímeros que alteran la composición química y las propiedades mecánicas del material.

Jeremiah Johnson, profesor asociado de química en el MIT para el desarrollo profesional de Firmenich, dijo: “La idea es que puede imprimir un material y luego tomar ese material y, usando la luz, convertir el material en otra cosa o hacer crecer el material aún más”.

En 2013, Johnson y sus colegas demostraron que pueden usar luz ultravioleta para estimular polímeros y agregar nuevas funciones a los materiales impresos en 3D. Experimentaron con el uso de luz para romper polímeros en ciertos puntos de un objeto impreso, lo que creaba radicales libres (moléculas altamente reactivas).

Luego, los radicales libres se unirían a nuevos monómeros para formar una solución que rodea el objeto y se incorporaría al material original. Desafortunadamente, los radicales demostraron ser demasiado reactivos: eran difíciles de controlar y podían dañar el material.

Para encontrar una solución a este problema, el equipo del MIT diseñó nuevos polímeros que reaccionan a la luz. Los polímeros contienen grupos químicos conocidos como TTC, que se activan cuando se encienden con luz. Por ejemplo, cuando la luz azul de un LED brilla sobre los polímeros, adhiere nuevos monómeros a los TTC, lo que hace que se estiren. Dado que el objeto impreso en 3D está compuesto por estos monómeros, pueden darle al material que está hecho de nuevas propiedades.

“Este es el descubrimiento de este trabajo: realmente tenemos un método realmente vívido en el que podemos tomar materiales macroscópicos y cultivarlos como deseamos”, dijo Johnson.

Además de cambiar el color de un objeto, el equipo de investigación descubrió que podía hacer que los materiales fueran más grandes o más pequeños usando diferentes temperaturas agregando un monómero específico. También fusionaron dos estructuras juntas, al iluminar las regiones cuando entraron en contacto entre sí. La investigación fue publicada en ACS Central Science.

Aunque este es un importante paso adelante en el mundo de la impresión 3D y la superación de las limitaciones de los materiales involucrados, no es perfecto. Esta nueva técnica está limitada por el hecho de que requiere un entorno libre de oxígeno. El equipo ahora está trabajando para encontrar diferentes catalizadores que se puedan usar en presencia de oxígeno.

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