Logran producir las fibras impresas en 3D más delgadas hasta ahora

Estas fibras impresas en 3D tienen un grosor de tan solo 1,5 micrones, lo que es hasta 100 veces más fino que el papel.

Profesionales de todo tipo, desde artistas hasta arquitectos y científicos, se han inspirado en la naturaleza durante milenios.

Ahora, ingenieros han logrado producir fibras extremadamente finas inspiradas en la seda de araña y la baba de los mixinos.

Un equipo de investigadores internacionales ha utilizado una nueva técnica de impresión 3D para crear microfibras de tan solo 1,5 micrones de grosor.

Los investigadores han superado con éxito un límite de larga data de las capacidades de impresión 3D: la impresión de materiales blandos y muy finos.

“En la naturaleza, hay muchos ejemplos de estructuras filamentosas que alcanzan un diámetro de solo unas pocas micras”, dijo Mohammad Tanver Hossain, ingeniero de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign que participó en el estudio, en un comunicado de la universidad. “Sabíamos que tenía que ser posible”.

La técnica de Hossain y su equipo, llamada impresión incrustada, implicaba depositar material en un molde de gel.

A diferencia de la impresión 3D tradicional, que construye capa por capa desde cero, la impresión incrustada mantiene la forma del material y permite estructuras más complejas.

Sin embargo, incluso con la impresión 3D incrustada, las estructuras similares a cabellos más delgadas que 16 micras generalmente se rompen antes de que puedan endurecerse, un proceso llamado curado.

“Modificamos el gel y la tinta de impresión para que la tinta se curara tan pronto como se depositara en el gel”, explicó Hossain.

“Esto evita que el filamento se rompa porque es casi instantáneamente sólido”.

De hecho, Hossain y sus colegas pudieron imprimir fibras de solo 1,5 micras de espesor. En comparación, el papel suele tener entre 50 y 200 micrones de espesor.

“Lograr una resolución de impresión tan alta significa que ahora tenemos la base tecnológica para imitar las microfibras y las estructuras similares a pelos que se encuentran en la naturaleza, que exhiben funcionalidades notables”, dijo Wonsik Eom, un ingeniero de la Universidad de Dankook que también participó en el estudio.

Hossain, Eom y sus colegas se inspiraron en la baba producida por los mixinos: una criatura marina con forma de anguila que libera una baba fibrosa para defenderse y cazar presas.

La increíble versatilidad de la baba proviene de sus microfibras.

“Adoptamos la impresión 3D integrada como un método para imitar estos hilos”, dijo Eom.

“A través de nuestra investigación, descubrimos que el desarrollo de la tecnología de impresión 3D integrada de alta resolución nos permite replicar una gama mucho más amplia de estructuras naturales de lo que esperábamos inicialmente”.

“La importancia de este método es producir muchas geometrías de cabello sin tener que lidiar con la fuerza de gravedad hacia abajo sobre un cabello tan fino y flexible”, agregó Sameh Tawfick, también ingeniero de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y coautor del estudio.

“Esto nos permite producir cabello 3D complejo, con diámetros finos, utilizando una impresora 3D ultraprecisa”.

Si bien el estudio en última instancia destaca el potencial de la impresión 3D bioinspirada, también nos recuerda que la Madre Naturaleza sigue siendo la mejor ingeniera de todas.

Fuente: University of Illinois