Los investigadores de la Universidad de Rutgers están trabajando arduamente en el desarrollo de nuevos medios para fabricar metamateriales. Como parte de un nuevo estudio publicado en Scientific Reports, el artículo detalla un medio de impresión 4D con estructuras de hidrogel. Los investigadores imprimieron los hidrogeles con un proceso basado en litografía con la capacidad de cambiar de forma y tamaño en proporción a aumentos y disminuciones de temperatura.
Los investigadores utilizaron las propiedades intrínsecas a base de agua del hidrogel para crear el efecto de cambio de forma. Cuando el gel aumenta de temperatura, comienza a expulsar su humedad y así encoge. Por el contrario, a medida que se enfría, absorbe la humedad del aire y comienza a crecer nuevamente. El hidrogel en sí ha sido relativamente común en términos de uso en laboratorio. Es el método de impresión lo que distingue a la investigación de sus contemporáneas.
En primer lugar, combinaron el hidrogel con un químico fotosensible y un agente aglutinante. El químico fotosensible le permitió solidificarse durante la litografía. A continuación, los ingenieros construyeron los objetos y curaron el gel en forma de resina, produciendo la pieza de ajedrez de abajo.
» El potencial completo de este hidrogel inteligente no se ha desatado hasta ahora » , explicó el investigador principal Howon Lee. “ Le agregamos otra dimensión, y esta es la primera vez que alguien lo ha hecho a esta escala. Son materiales flexibles que cambian de forma. Me gusta llamarlos materiales inteligentes. Lee es profesor de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en Rutgers.
Aplicaciones de los hidrogeles sensibles a la temperatura
Los hidrogeles están de moda en la investigación médica en estos días. Dado que cambian de forma y tamaño, presentan soluciones a muchos problemas médicos. Por ejemplo, los bioingenieros podrían usar esto para desarrollar tejido artificial para el cuerpo humano. Otra posible aplicación es en dispositivos biomédicos que necesitan mantener un crecimiento exponencial. Las aplicaciones de administración de fármacos controladas también son posibles con dicho material.
Fuera de la medicina, también existen funciones de ingeniería que podría cumplir. La exploración espacial siempre necesita materiales que puedan adaptarse al calor o absorber la humedad. Del mismo modo, podría servir como material de construcción de robot blando. Incluso podría permitir objetos que se pueden transportar en un recipiente frío como piezas pequeñas y luego crecer a tamaño completo. Claramente hay muchas posibilidades con materiales que cambian de forma. También proporcionan una forma única en la que la impresión 3D eclipsa la fabricación tradicional. Estamos seguros de que veremos más trabajo sobre metamateriales en los próximos años.
