Impresión 3D con Biomateriales

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Ad van Wijk, Iris van Wijk. 3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy (2015). IOS Press. ISBN:978-1-61499-486-2 (online)

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La fabricación aditiva o la impresión en 3D, la fabricación de un producto capa por capa, ofrece una gran libertad de diseño y ciclos de desarrollo de producto más rápidos, así como un bajo coste de puesta en marcha de la producción, producción bajo demanda y producción local. En principio, cualquier producto podría fabricarse mediante fabricación aditiva. Incluso se pueden imprimir alimentos y células orgánicas vivas. Podemos crear, diseñar y fabricar lo que queramos en el lugar que queramos. La impresión en 3D creará una revolución en la fabricación, un verdadero cambio de paradigma.

La impresión en 3D promete fabricar con menos desperdicio y energía. Podemos imprimir metales, cerámica, arena, materiales sintéticos como plásticos, alimentos o células vivas. Sin embargo, la producción de plásticos se basa hoy en día en combustibles fósiles. Y ahí es donde presenciamos un cambio de paradigma también. La producción de estos materiales sintéticos puede basarse también en biomateriales con biomasa como materia prima.

Cuando combinamos estos dos cambios de paradigma, surgen una gran cantidad de productos nuevos e innovadores: Impresión 3D y biomateriales. Además, la combinación de la impresión en 3D con biomateriales promete realizar una economía verdaderamente sostenible y circular.

La impresión 3D llega al límite molecular-fotoactivo

Una investigación de científicos de la Universidad de Nottingham sugiere que los materiales que contienen moléculas que cambian de estado en respuesta a estímulos ambientales como la luz se pueden fabricar utilizando la impresión 3D. (ACCESO A LA INVESTIGACIÓN)

Los hallazgos del estudio tienen el potencial de aumentar enormemente las capacidades funcionales de los dispositivos impresos en 3D en ámbitos como la electrónica o la salud.

3D‐Printable Photochromic Molecular Materials for Reversible Information Storage - Wales - 2018 - Advanced Materials - Wiley Online Library

Este enfoque ascendente para la fabricación de dispositivos superará los límites de la fabricación aditiva de forma extraordinaria. Para demostrarlo, el equipo desarrolló una molécula fotoactiva que cambia de incolora a azul cuando se irradia con luz. El cambio de color puede ser revertido por la exposición al oxígeno del aire.

A continuación, los investigadores imprimieron materiales compuestos al combinar las moléculas fotoactivas con un polímero hecho a medida, produciendo un nuevo material que puede almacenar información de manera reversible.

Concretamente, en el experimento de prueba, los investigadores de Nottingham eligieron imprimir en 3D una estructura en forma de cubo. Antes de la impresión 3D, las partículas fotocrómicas se combinaron en el material durante 30 minutos en una habitación oscura a aproximadamente 20 °C. Se formó un producto sólido de color verde amarillento que se secó durante la noche en una habitación oscura. Tras secarse, este cubo este cubo amarillo cambió de color a azul durante 2 minutos de exposición a la luz. El efecto puede invertirse devolviendo la muestra a una habitación oscura durante 48 horas.

Para el estudio se utilizó una impresora 3D LittleRP open DLP (procesamiento de luz digital)