Observe cómo un simple bolígrafo convierte dibujos planos en objetos 3D

La impresión 3D estándar requiere una máquina voluminosa y costosa, pero ¿y si pudiera guardar esa tecnología en su bolsillo?

Investigadores han aprovechado un instrumento familiar, el bolígrafo, para crear un proceso único en su tipo que transforma dibujos de tinta plana en objetos 3D cuando los dibujos se sumergen en una solución especial.

El avance podría crear de todo, desde muebles hasta paneles solares con la facilidad de la impresión 2D.

“Este trabajo es muy elegante“, dice Michael Dickey, un ingeniero químico de la Universidad Estatal de Carolina del Norte que no participó en la nueva investigación.

“Podrías dibujar algo en 2D, enviarlo y luego transformarlo en 3D, y poder usar un bolígrafo para hacer eso es genial“.

Para hacer el avance, Sumin Lee y Seo Woo Song, bioingenieros de la Universidad Nacional de Seúl y sus colegas comenzaron con un bolígrafo que parece un marcador de borrado en seco.

Llenaron el implemento con una de dos tintas.

Una, de color rojo en el video, contenía un compuesto llamado surfactante, que hace que la tinta sea menos adhesiva.

La otra, de color negro, no tiene tensioactivo.

Esta tinta “ancla” el dibujo a la superficie sobre la que se dibuja, en este caso, una roca, para ayudar a estabilizar la tinta roja a medida que se transforma en su forma tridimensional.

Cuando los investigadores sumergen el dibujo, en este caso una flor, en agua, la tinta negra se queda.

Pero la película de tinta roja flota hacia arriba, gracias a un fenómeno llamado peeling inducido por capilares, en el que el agua penetra entre la tinta menos pegajosa y la roca.

La tinta es hidrófoba, repele el agua, por lo que la tinta menos pegajosa flota hacia la superficie en forma tridimensional gracias a la tensión entre la película y el agua.

Pero los científicos encontraron un inconveniente cuando intentaron sacar el producto terminado del agua: la delicada película en 3D no se mantenía en forma.

Así que modificaron la química de ambas tintas agregando micropartículas de hierro y sumergieron el dibujo en una solución que contenía persulfato de potasio en lugar de agua corriente.

El persulfato de potasio reacciona con el hierro para recubrir y fortalecer el objeto 3D después de 3 minutos de inmersión, informaron los investigadores en Science Advances.

Los investigadores dicen que la tinta podría funcionar dentro de la tecnología existente que produce en masa objetos impresos como los sistemas de rollo a rollo que imprimen periódicos.

Los artículos se imprimirían en masa en 2D y luego se sumergirían en un baño de la solución de persulfato de potasio para transformarlos en 3D.

Eso podría permitir a los ingenieros fabricar todo, desde copas de vino hasta mesas de cocina, como objetos planos utilizando modos de fabricación eficientes y existentes.

El equipo reconoce que la tecnología necesita mejorarse.

Para ser utilizado para crear objetos eléctricos como paneles solares, por ejemplo, necesita poder transportar componentes conductores.

Jennifer Lewis, una ingeniera de la Universidad de Harvard que no participó en esta investigación, está de acuerdo.

Si la película de tinta pudiera llevar circuitos electrónicos, “eso sería poderoso“, dice.

Aún así, dice, el enfoque del equipo es un avance importante para el campo de la impresión 3D.

Más allá de la fabricación, hay algo irresistible en poner el lápiz sobre el papel, dice Jiyun Kim, científico de materiales en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan.

“A la gente todavía le encanta dibujar cosas a mano”, dice; es divertido ver cómo tus dibujos cobran vida.

“Creo que esta tecnología también tiene valor artístico“.

Fuente: Science Mag