Revolucionando la impresión en 3D, esta nueva tecnología permitiría diseñar objetos o estructuras inteligentes.
Estados Unidos (elsemanario.com).- En tiempos recientes, la impresión 3D ha revolucionado la fabricación y producción de objetos útiles para la vida humana; desde estructuras y herramientas industriales, automotrices, juguetes, hasta llegar al médico, un campo en el que ha ayudado a salvar muchas vidas.
Y, aunque no es nuevo el desarrollo de impresión 3D, si es reciente su aplicación de manera más activa en beneficio de la sociedad. Sin embargo, desde hace algunos años se trabaja en la evolución de esta tecnología –sí, lo imaginaste bien–, se trata de la impresión 4D.
¿En qué consiste la impresión 4D?
Básicamente se trata del diseño y creación de objetos o estructuras inteligentes desarrolladas a partir de una impresión 3D tradicional, pero con la combinación de un material sintético capaz de ser programado con un código geométrico otorgando al producto final la facultad de transformarse o de cambiar de forma con el tiempo.
Si bien, el diseño y producción de materiales inteligentes o con memoria no es del todo nuevo (objetos capaces de aumentar o disminuir su volumen, cambiar de color o textura), la impresión 4D es un avance substancial si consideramos que las primeras aplicaciones se realizaron en objetos poco funcionales para el bienestar humano o el mejoramiento de un campo o industria.
El nuevo desarrollo que podría llamarse “3D personalizable” permite la aplicación de energías (térmica, cinética, neumática, gravitatoria o magnética, etc.), para lograr que las estructuras resultantes sean capaces de transformarse al pasar de un ambiente a otro, ya sea mediante estímulos provenientes de fuentes de energía; agua, temperatura o luz, por ejemplo.
La tecnología 4D brinda nuevas posibilidades en el diseño y resolución de problemas en campos tan diversos como la ingeniería, construcción, mecánica, o la salud, por mencionar sólo algunos.
Este tipo de impresión además de la propiedad del código de programación (ángulos, curvas o dobleces e incluso dirección y número de acciones) para la estructura, agrega el autoensamblaje, permitiendo que el objeto alcance su forma final sin necesidad de la intervención humana.
El jefe investigador del laboratorio de autoensamblado del Massachusetts Institute of Technology (MIT), Skylar Tibbits, es uno de los pioneros (lleva 7 años tabajando) en la investigación y desarrollo de esta tecnología buscando ampliar el campo de sus aplicaciones.
De acuerdo con Tibbits, el desarrollo 4D (la fusión de la impresión 3D y con materiales inteligentes) consiste en imprimir estructuras usando materiales con diferentes propiedades, en algunos casos, uno que permanezca rígido y otro que pueda expandirse a 200% de su tamaño original.
El investigador del MIT detalla que, por ejemplo, una impresora 3D puede imprimir una figura plana de algunos centímetros de extensión pero al entrar en contacto con el agua, ésta pueda convertirse automáticamente en una mesa o una silla.
Tibbits afirma que las aplicaciones futuras de la impresión 4D pueden verse en la medicina, la construcción, en la manufactura o en las industrias de materiales avanzados “donde las partes puedan autotransformarse de materias primas hasta estructuras finales sin la necesidad de la intervención humana”.
Una aplicación muy valiosa que ya se le dio a esta tecnología, es en materia de salud, recientemente el equipo de Otorrinolaringología Pediátrica de la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, llevó a cabo un ensayo en el que realizaron implantes desarrollados con 4D para colocar prótesis a pacientes humanos.
En este caso, el profesor Glenn Green y su equipo de trabajo, ayudaron a salvar la vida de tres niños nacidos con traqueobroncomalacia –una anomalía en los bronquios que los cierra cada vez que se respira–, al implantarles una férula impresa en 4D que creció con ellos hasta que sus diminutos bronquios fueron lo bastante fuertes como para que el implante se disolviera por sí solo.
Si bien una impresora 3D ofrece una ayuda importante para la medicina, ya que con ella ha sido posible fabricar prótesis como huesos, implantes dentales, cartílagos, hasta un fragmento de cráneo, con los niños existía un problema: crecen muy aprisa y para ellos se necesitan objetos que, una vez impresos, puedan cambiar con el tiempo y adaptarse a su crecimiento, por ello la implementación de materiales inteligentes en la impresión 3D permitió que los niños pudieran recibir las prótesis.
Para lograrlo, los investigadores escanearon la tráquea de los menores para obtener una imagen nítida en tres dimensiones de su organismo, a partir de esa información pudieron diseñar una férula impresa en 4D con las dimensiones necesarias para cada pequeño. Actualmente los niños están en sus hogares casi restablecidos en su totalidad y pronto no dependerán de asistencia para respirar.