Investigadores crean un gel metálico altamente conductor para impresión 3D
Los objetos impresos pueden cambiar de forma a medida que el gel se seca, un fenómeno denominado "impresión en 4D"
Unos investigadores han desarrollado un gel metálico altamente conductor de la electricidad que puede utilizarse para imprimir objetos sólidos tridimensionales (3D) a temperatura ambiente.
"La impresión 3D ha revolucionado la fabricación, pero no conocemos tecnologías anteriores que permitieran imprimir objetos metálicos 3D a temperatura ambiente en un solo paso", afirma Michael Dickey, coautor de un artículo sobre el trabajo y catedrático Camille & Henry Dreyfus de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Esto abre la puerta a la fabricación de una amplia gama de componentes y dispositivos electrónicos".
Para crear el gel metálico, los investigadores parten de una solución de partículas de cobre a escala micrométrica suspendidas en agua. A continuación, los investigadores añaden una pequeña cantidad de una aleación de indio y galio que es metal líquido a temperatura ambiente. La mezcla resultante se agita.
Al agitar la mezcla, el metal líquido y las partículas de cobre se adhieren entre sí, formando una "red" de gel metálico dentro de la solución acuosa.
"Esta consistencia gelatinosa es importante, porque significa que hay una distribución bastante uniforme de partículas de cobre por todo el material", explica Dickey. "Esto hace dos cosas. En primer lugar, significa que la red de partículas se conecta para formar vías eléctricas. En segundo lugar, las partículas de cobre no se sedimentan y obstruyen la impresora".
El gel resultante puede imprimirse con una boquilla de impresión 3D convencional y conserva su forma una vez impreso. Y, cuando se deja secar a temperatura ambiente, el objeto 3D resultante se vuelve aún más sólido y conserva su forma.
Sin embargo, si los usuarios deciden aplicar calor al objeto impreso mientras se seca, pueden ocurrir cosas interesantes.
Los investigadores descubrieron que la alineación de las partículas influye en cómo se seca el material. Por ejemplo, si imprimes un objeto cilíndrico, los lados se contraerán más que la parte superior e inferior al secarse. Si algo se seca a temperatura ambiente, el proceso es lo suficientemente lento como para no crear cambios estructurales en el objeto. Sin embargo, si se aplica calor -por ejemplo, ponerlo bajo una lámpara de calor a 80 grados centígrados-, el secado rápido puede provocar una deformación estructural. Como esta deformación es predecible, se puede hacer que un objeto impreso cambie de forma después de ser impreso controlando el patrón del objeto impreso y la cantidad de calor a la que se expone el objeto mientras se seca.
"En última instancia, este tipo de impresión en cuatro dimensiones -las tres dimensiones tradicionales, más el tiempo- es una herramienta más que puede utilizarse para crear estructuras con las dimensiones deseadas", afirma Dickey. "Pero lo que más nos entusiasma de este material es su conductividad.
"Como los objetos impresos acaban siendo hasta un 97,5% de metal, son altamente conductores. Obviamente, no es tan conductor como el alambre de cobre convencional, pero es imposible imprimir en 3D alambre de cobre a temperatura ambiente. Y lo que hemos desarrollado es mucho más conductor que cualquier otra cosa que se pueda imprimir. Estamos muy entusiasmados con sus aplicaciones.
"Estamos abiertos a trabajar con socios industriales para explorar posibles aplicaciones, y siempre estamos dispuestos a hablar con posibles colaboradores sobre futuras direcciones de investigación", afirma Dickey.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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