Los científicos han demostrado cómo las formas planas de madera extruidas por una impresora 3D pueden programarse para transformarse en formas 3D complejas.
Científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén han creado tinta de madera que se puede extruir en estructuras planas de madera, transformándose en formas 3D complejas a medida que se secan y encogen. Los investigadores presentaron su investigación en la reunión de la semana pasada de la American Chemical Society en Chicago. La técnica podría usarse algún día para fabricar muebles u otros productos de madera que podrían enviarse planos a un destino y luego secarse para formar la forma final deseada.
Como informamos anteriormente, el desarrollo de nuevos materiales que cambian de forma es un área de investigación muy activa porque hay muchas aplicaciones prometedoras, como la construcción de músculos artificiales: materiales hechos por el hombre, actuadores o dispositivos similares que imitan la contracción, expansión y rotación (torque) características del movimiento del músculo natural. El cambio de forma se produce en respuesta a un estímulo externo.
Por ejemplo, la mayoría de los músculos artificiales están diseñados para responder a campos eléctricos (como polímeros electroactivos), cambios de temperatura (como aleaciones con memoria de forma y sedal) y cambios en la presión del aire a través de la neumática. En 2019, un equipo de investigadores japoneses mezcló un material orgánico cristalino con un polímero para hacerlo más flexible, demostrando su prueba de concepto al usar su material para hacer que una muñeca de papel de aluminio hiciera abdominales.
En 2020, los científicos del MIT crearon con éxito estructuras planas que pueden transformarse en estructuras mucho más complicadas, incluido un rostro humano. Estas estructuras emplearon la misma técnica de fabricación que la impresión 3D, pero fueron diseñadas para deformarse con el tiempo en respuesta a los cambios de humedad y temperatura. Es posible que algún día se utilicen para hacer tiendas de campaña que se puedan desplegar e inflar por sí solas cuando la temperatura u otras condiciones ambientales cambien. Otros usos potenciales incluyen lentes telescópicas deformables, stents, andamiaje para tejido artificial y robótica blanda.
El año pasado, Luxo, Jr., la lámpara de brazo balanceado Luxo animada marca registrada de Pixar, ayudó a inspirar un enfoque novedoso para construir materiales multifuncionales que cambian de forma para robótica, biotecnología y aplicaciones arquitectónicas. Los físicos de la Universidad Case Western Reserve y la Universidad de Tufts descubrieron cómo manipular de forma remota la superficie ordinariamente plana de un cristal líquido sin ningún tipo de estímulo externo (como presión o calor), cambiando su apariencia física simplemente con la presencia cercana de una superficie irregular. . Y los científicos de la Universidad Carnegie Mellon crearon un mecanismo simple para hacer pasta plana para envío que toma una forma 3D específica cuando se cocina.
Las técnicas típicas de fabricación tratan materiales como la madera como objetos pasivos a los que se les da forma activamente. «Lo presionas, lo doblas, lo tallas, lo mecanizas para obtener la forma deseada», dijo Eran Sharon durante una conferencia de prensa en la reunión de la ACS. «Si observas la naturaleza, nada está hecho de esta manera. El tejido se expande suavemente y la forma emerge de esta distribución de diferentes expansiones y contracciones. Esto es auto-transformación. Queríamos volver al origen de este concepto, a naturaleza, y hazlo con madera».