Il Massachusetts Institute of Technologye (MIT), insieme con l’Università di tecnologia e design di Singapore (SUTD) hanno realizzato un nuovo tipo di struttura che è in grado di “ricordare” la forma originale e di tornare in quello stato, anche dopo essere stata deformata. È questa una nuova affascinante frontiera del 3D printing che potrebbe trovare applicazione pratica nei settori più variegati, da quello farmacologico fino a quello dei pannelli solari.
Il team progettuale, costituito da ricercatori sia del MIT che del SUTD, ha utilizzato un processo di stampa 3D del tutto nuovo, chiamato microstereolithography, in cui viene utilizzata la luce di un proiettore per stampare modelli su strati successivi di resina. I ricercatori hanno creato il prototipo della struttura che intendono realizzare utilizzando software CAD, poi hanno diviso il modello in centinaia di sezioni, ciascuna delle quali viene inviata al proiettore come bitmap – un formato di file di immagine che rappresenta ogni strato con una disposizione di pixel molto densa. Il proiettore, infine, lancia il fascio di luce incidendo secondo il disegno su una resina liquida, che poi solidifica.
“Stiamo stampando con la luce, strato dopo strato“, afferma Nicholas X. Fang, professore associato di Ingegneria Meccanica al MIT . “Il processo è simile a quello che utilizzano i dentisti per creare protesi dentali, tuttavia si differenzia dal fatto che noi utilizziamo lenti ad alta risoluzione provenienti dal settore dei semiconduttori, che ci danno parti complesse, con dimensioni paragonabili al diametro di un capello umano“.
Sinora i ricercatori hanno selezionato, come materiale di base, due polimeri che, combinati insieme, possono essere allungati fino a raggiungere una dimensione che è tre volte maggiore rispetto alla loro dimensione originale. Inoltre, il materiale è in grado di tornare alla sua forma originale quando raggiunge una temperatura specifica – in questo caso, tra 40 e 180 gradi Celsius (da 104 a 356 gradi Fahrenheit).
Ed è proprio la possibilità che le strutture cambino adaggiunge un nuovo valore alla stampa 3D, quello del tempo. “Questo nuovo tipo di stampa deve essere pensato come un 4D printing, poiché le strutture sono progettate attraverso una quarta dimensione, il tempo”, sostiene Qi ” Kevin ” Ge, Ricercatore presso il SUTD; “la nostra scoperta consentirà alla stampa 4-D di trovare una vasta gamma di applicazioni pratiche, tra cui dispositivi biomedicali, strutture aerospaziali dispiegabili, e celle solari fotovoltaiche“.
Il team ha stampato finora una varietà di strutture, tra cui bobine, fiori, e la Torre Eiffel in miniatura. E per dimostrare la facile applicabilità della loro ricerca, Fang e i suoi colleghi hanno stampato anche una piccola pinza gommosa, simile a un artiglio.
Come si può vedere dalla gif mostrata sopra, questa pinza chiude la staffa intorno all’oggetto posto al suo interno, quando la temperatura dell’aria circostante sale oltre i 40 gradi.
Questa scoperta potrebbe rivelarsi estremamente utile in ambito medico: unfarmaco realizzato con questa tecnologia, per esempio, sarebbe in grado di attivarsi automaticamente, entrando in circolo tempestivamente nel paziente, in caso di febbre. L’attuale gamma di temperature che attivano le strutture “muta-forma”, non comprende ancora quella del corpo umano, step che sarebbe fondamentale per la creazione di meccanismi di somministrazione di farmaci personalizzati. “Se siamo in grado di progettare questi polimeri correttamente, potremmo riuscire a creare un dispositivo di somministrazione di farmaci che rilasci la medicina al primo segnale di influenza“, afferma il Professor Fang.
La sfida che il team si propone è proprio quella di individuare nuovi materiali da costruzione, che possano reagire in risposta a stimoli ambientali come il calore, la luce e l’elettricità – proprietà che i ricercatori stanno studiando nella speranza di creare dispositivi biomedicali, soft robot, sensori indossabili, muscoli artificiali, etc.
Un resoconto completo dei risultati finora ottenuti dal team è stato presentato all’inizio di agosto sulla rivista online Scientific Reports.
fonte: http://news.mit.edu/
—
Leggi anche:
Da San Diego un nuovo sistema di stampa in 3D del tessuto epatico
Dal MIT lo sviluppo di idrogel duri e robusti per la stampa 3D di naso, orecchie e cartilagine umana
Condividi:
Ricerche simili
