Herramientas computacionales para conseguir la impresión 4D

Desde alas de aviones que se transforman según las condiciones aerodinámicas para disminuir la resistencia del aire, hasta un stent coronario que pueda autoensamblarse activado por la temperatura del cuerpo. Son ejemplos de lo que podrá conseguirse con los materiales inteligentes en los que trabajan en la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) y que anuncian una nueva revolución tecnológica: la impresión 4D. Sería algo así como dotar de vida propia a los objetos para que se transformen según la situación.

En esto consiste el proyecto Dicopma (diseño y control optimo de la nueva generación de materiales activos) que desarrolla el Grupo de investigación en Mecánica Computacional y Computación Científica (MC3). Se trata de conseguir la producción en serie con materiales inteligentes, “con atributos más allá de las propiedades estructurales típicas de resistencia y rigidez, con capacidad responder a estímulos externos de forma reversible y controlada”, según cuentan los investigadores.

Para conseguirlo, están desarrollando herramientas computacionales para simular y diseñar nuevos dispositivos que posibilitarán estos materiales activos y mutifuncionales. Emplean para ello materiales como los polímeros piezoeléctricos o los elastómeros dieléctricos y magnetoreológicos.

“Un aspecto destacable de estos materiales es que son la base de la impresión 4D, la cual es una evolución más de lo que se conoce actualmente como impresión 3D a la que se añade como cuarta dimensión la transformación del material en el tiempo una vez finaliza el proceso de impresión”, explica Jesús Martínez Frutos, responsable de la investigación.

Por el momento en la Universidad de Cartagena trabajan en laboratorio para desarrollar herramientas computacionales con las que simular y diseñar estos nuevos materiales que serán toda una revolución en sectores estratégicos como la nanorobótica o la biomedicina. Ya se piensa en sensores, actuadores o músculos artificiales de aplicación en robótica o para la creación de prótesis inteligentes como algunas de las aplicaciones de estos nuevos materiales, que se caracterizan por variar sus propiedades ante estímulos físicos o químicos externos, tal y como lo hacen los sistemas biológicos.

Esta nueva técnica permite que objetos creados con impresión 3D puedan autoensamblarse y transformarse a partir de un estímulo externo como calor, humedad o presión. De esta forma, sería posible fabricar desde un ala de un avión que se transforma según las condiciones aerodinámicas para disminuir la resistencia del aire, hasta un stent coronario que se autoensamble activado por la temperatura. ”Esta nueva técnica de impresión supone un nuevo paradigma que altera completamente la forma en la producimos materiales actualmente”, señalan desde la UPCT.