Método de impresión 3D sostenible y reversible que utiliza ingredientes y pasos mínimos
Este trabajo puede hacer que la fabricación de materiales sea más sostenible y respetuosa con el medio ambiente
Un nuevo método de impresión 3D desarrollado por ingenieros de la Universidad de California en San Diego es tan sencillo que utiliza una tinta de polímero y una solución de agua salada para crear estructuras sólidas. El trabajo, publicado en Nature Communications, tiene el potencial de hacer que la fabricación de materiales sea más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
Donghwan Ji, becario postdoctoral del laboratorio de Bae y primer autor del estudio, muestra el método de impresión 3D sostenible.
Liezel Labios/UC San Diego Jacobs School of Engineering
El proceso utiliza una solución polimérica líquida conocida como poli(N-isopropilacrilamida), o PNIPAM para abreviar. Cuando esta tinta de PNIPAM se extruye a través de una aguja en una solución salina de cloruro cálcico, se solidifica instantáneamente al entrar en contacto con el agua salada. Los investigadores utilizaron este proceso para imprimir estructuras sólidas con facilidad.
Esta rápida solidificación se debe a un fenómeno llamado efecto de salazón, en el que los iones de sal extraen las moléculas de agua de la solución polimérica debido a su fuerte atracción por el agua. Esta eliminación del agua hace que las cadenas poliméricas hidrófobas de la tinta PNIPAM se agreguen densamente, creando una forma sólida.
"Todo esto se hace en condiciones ambientales, sin necesidad de pasos adicionales, equipos especializados, productos químicos tóxicos, calor o presión", explica Jinhye Bae, autor principal del estudio y profesor del Departamento de Ingeniería Química y Nanoingeniería de la Familia Aiiso Yufeng Li de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego.
Los métodos tradicionales de solidificación de polímeros suelen requerir pasos que consumen mucha energía y sustancias agresivas. En cambio, este nuevo proceso aprovecha la simple interacción entre la PNIPAM y el agua salada a temperatura ambiente para conseguir el mismo resultado, pero sin el coste medioambiental.
Además, este proceso es reversible. Las estructuras sólidas producidas pueden disolverse fácilmente en agua dulce, volviendo a su forma líquida. Esto permite reutilizar la tinta de PNIPAM para nuevas impresiones. "Se trata de un método sencillo y respetuoso con el medio ambiente para reciclar materiales poliméricos", afirma Bae.
Para demostrar la versatilidad de su método, los investigadores imprimieron estructuras con tintas de PNIPAM que contenían otros materiales. Por ejemplo, imprimieron un circuito eléctrico con una tinta de PNIPAM mezclada con nanotubos de carbono, que hizo funcionar una bombilla. Este circuito impreso también podía disolverse en agua dulce, lo que demuestra el potencial de crear componentes electrónicos reciclables y solubles en agua.
Bae y su equipo prevén que esta técnica de impresión 3D sencilla y reversible podría contribuir al desarrollo de tecnologías de fabricación de polímeros respetuosas con el medio ambiente.
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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