Cariño, encogí el David de Miguel Ángel

Investigadores en Zúrich han reproducido el David de Miguel Ángel como una miniatura en metal

02.01.2020 - Suiza

Ahí está, de pie en su pedestal: David de Miguel Ángel. Una estatua de fama mundial que casi todos los niños pueden reconocer. Pero este David tiene sólo 1 milímetro de altura, incluyendo el pedestal, y no está hecho de mármol como el original de 5,17 metros, sino de cobre puro.

Fue creado utilizando la impresión 3D por Giorgio Ercolano de Exaddon, una rama del spin-off Cytosurge de ETH, junto con el equipo dirigido por el profesor de ETH Tomaso Zambelli del Laboratorio de Biosensores y Bioelectrónica. Zambelli y su equipo desarrollaron la técnica 3D hace unos años. Los científicos pueden utilizarlo para crear estructuras metálicas a escala nanométrica y micrométrica.

El componente central del proceso es una micropipeta acoplada a un voladizo; esto permite controlar la fuerza con la que la punta de la pipeta toca el sustrato. Con este montaje, los investigadores pueden depositar electroquímicamente los metales disueltos en un sustrato conductor de la electricidad con un alto grado de precisión. Gracias a la medición óptica de la fuerza que automatiza el proceso, pueden construir minúsculas estructuras metálicas capa por capa. Exaddon adoptó este método de impresión de micrometales y lo mejoró, en particular en lo que respecta a su velocidad.

Hacer imprimibles las geometrías complicadas

Ercolano ha impreso ahora este micro-David para resaltar el potencial de la tecnología. Antes de eso, los investigadores habían creado en su mayoría columnas o bobinas diminutas. "Sin embargo, el proceso nos permite imprimir estructuras o geometrías de todos los niveles de complejidad", dice Ercolano. La escultura se imprimió de una sola vez, sin soportes ni plantillas, y no requirió ningún tipo de cocción o templado. Ercolano y sus colegas acaban de publicar sus resultados en la revista Micromachines.

Los datos de la escultura de David están disponibles gratuitamente en Internet. "Incluso podría haber impreso la habitación en la que está la estatua, los datos también incluyen eso", dice Ercolano con una risa. Pero eligió ajustar el conjunto de datos para poder reproducir a David sin la sala de exposición.

Límite de tamaño inferior establecido por la resolución

Ercolano imprimió el David en dos tamaños: primero como una escultura de sólo 1 milímetro de altura, y luego uno diez veces más pequeño. "La figura más pequeña es tan alta como el pedestal de la más grande", dice. Pero con estructuras tan pequeñas, lograr la resolución requerida se vuelve problemático. Los microobjetos metálicos impresos normalmente comienzan a 1 micrómetro (µm), y para objetos más complejos y detallados, los tamaños van desde 100 µm a 1 mm. También en términos de tiempo, el modelo de 1 mm está a un mundo de distancia del que es diez veces más pequeño: el dispositivo necesitó 30 horas para crear el "gran" David pero sólo 20 minutos para la versión más pequeña.

Teóricamente, el sistema puede imprimir objetos de hasta 5 mm de tamaño, pero el cartucho de la impresora sólo contiene un microlitro de "tinta" - lo suficiente para fabricar el David más grande. Pero también es suficiente "tinta" para imprimir cientos o incluso miles de objetos diminutos, lo que representa la verdadera fuerza del proceso.

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Publicación original

Ercolano G, van Nisselroy C, Merle T, Vörös J, Momotenko D, Koelmans WW, Zambelli T.; "Additive manufacturing of sub-micron to sub-mm metal structures with hollow AFM cantilevers."; Micromachines 2020, 11(1), 6.

https://www.quimica.es/noticias/1164275/carino-encogi-el-david-de-miguel-angel.html