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Impresión 4D para un entorno más dinámico

por Rocio Diaz

¿Te imaginas un mundo en el que las estructuras se adapten casi de inmediato al momento, con un mínimo de intervención humana? Si bien en la práctica vemos este concepto aplicado a servicios online y últimamente a gadgets de uso personal, lo que podría lograrse a este nivel con impresión 4D va mucho más lejos.

Impresión 4D, que evoluciona más allá de las dimensiones espaciales de anchura, longitud y profundidad para incorporar la cuarta dimensión, tiempo, es una técnica experimental que se inspira en la naturaleza para producir materiales inteligentes que responden por su cuenta a estímulos del ambiente.

Similar a como una planta reacciona al agua o la luz, materiales impresos de esta forma tendrán la capacidad de adaptarse a su ambiente según el estímulo presente porque están “programados” para ello desde antes de su impresión. Para ello cuentan con la funcionalidad requerida a nivel molecular de detectar estímulos y actuar en base a ellos según lógica material.

Una aplicación práctica de impresión 4D y lo que ella implica la ofrece el Instituto Wyss de Harvard, que en el siguiente video muestra estructuras compuestas de hidrogel que al entrar en contacto con el agua se hinchan, adoptando una forma para la cual ya estaban programadas a nivel molecular. Para ello se emplea una técnica de impresión 4D a microescala desarrollada por la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard.

El material base contiene fibrillas alineadas de celulosa que posibilitan esta transformación, la cual es pronosticada por un programa matemático que además indica la mejor forma de impresión para lograr el efecto deseado.

La transformación observada en el video se conoce como anisotropía en física y describe una propiedad intrínsecamente ligada a la materia y la forma en que sus cualidades (elasticidad, por ejemplo) se ven afectadas ante la presencia de ciertos estímulos.

A nivel científico la anisotropía describe un reordenamiento espontáneo de los componentes de la materia, de ahí que el concepto de impresión 4D permita la creación de materiales inteligentes que tendrían la capacidad de ordenarse y ensamblarse a sí mismos.

¿Qué significa esto en términos prácticos? Según Self-Assembly Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), responsable de desarrollar la técnica con la colaboración de Autodesk y Stratasys, podríamos contar en el futuro con infraestructuras capaces de autorreaparar daños menores, lo cual reduciría los costos de mantenimiento a la vez que aumenta los niveles de seguridad. A un nivel más personal podría aplicarse a telas, wearables y gadgets de uso personal para aumentar funcionalidad y durabilidad.

En resumen, el uso de materiales inteligentes creados por vía de impresión 4D podría resultar en un entorno más dinámico y flexible, de costos reducidos al requerir de menor intervención humana y/0 mecánica para ensamblaje y mantenimiento. Mejor aún, estaríamos rodeados de estructuras adaptables a los cambios y necesidades que de ahí surjan.