Un equipo de investigación de la Universidad de la ciudad de Hong Kong ha logrado un avance innovador en la investigación de materiales al desarrollar la primera impresión 4D del mundo para cerámica. Los resultados han sido publicados en Science Advances.
La impresión 4D es una impresión 3D convencional combinada con el elemento de tiempo adicional como la cuarta dimensión, donde los objetos impresos pueden volver a formarse o autoensamblarse a lo largo del tiempo con estímulos externos, como fuerza mecánica, temperatura o un campo magnético.
En esta investigación, el equipo hizo uso de la energía elástica almacenada en los precursores estirados para la morfología de la forma. Cuando los precursores de cerámica estirados se liberan, se someten a una autoreformación. Después del tratamiento térmico, los precursores se convierten en cerámica.
La cerámica tiene un alto punto de fusión, por lo que es difícil utilizar la impresión láser. Los precursores cerámicos impresos en 3D existentes, que generalmente son difíciles de deformar, también dificultan la producción de cerámica con formas complejas.
Para superar estos desafíos, los expertos, liderados por Lu Jian, han desarrollado una novedosa «tinta de cerámica», una mezcla de polímeros y nanopartículas cerámicas. La cerámica impresa con esta nueva tinta puede estirarse tres veces más allá de su longitud inicial y permiten formas complejas. Con un tratamiento térmico adecuado, se pueden hacer cerámicas con formas complejas.
«Todo el proceso parece simple, pero no lo es – explica Lu –. Desde la fabricación de la tinta hasta el desarrollo del sistema de impresión, hemos intentado muchas veces y por diferentes métodos. Al igual que exprimir el glaseado de una torta, hay muchos factores que pueden afectar el resultado, desde el tipo de ingredientes y el tamaño de la boquilla, a la velocidad y fuerza de apretar, y la temperatura. Una aplicación prometedora será para dispositivos electrónicos. Los materiales cerámicos tienen un rendimiento mucho mejor al transmitir señales electromagnéticas que los materiales metálicos. Con la llegada de las redes 5G, los productos cerámicos tendrán un papel más importante en la fabricación de productos electrónicos”.
Juan Scaliter
