Los haces de luz establecen un nuevo 3D

Un equipo de investigadores australianos ha desarrollado una tinta que podría utilizarse en un nuevo concepto de impresión 3D potencialmente mucho más rápido.

Bajo la tecnología, el haz de luz de un láser atraviesa la tinta, excitando los átomos en su camino. Algunas de las moléculas cambian de forma cuando son tocadas por la luz, pero aún no reaccionan con nada. Un segundo rayo de luz, en un color diferente, golpea la tinta en otro ángulo, provocando contorsiones en un conjunto diferente de moléculas.

Cuando estos haces de luz se cruzan, las dos moléculas excitadas reaccionan entre sí y se solidifican.

Esta es la idea que impulsa la nueva técnica de impresión 3D.

"Normalmente, en una impresora 3D, el chorro de tinta se mueve en dos dimensiones, imprimiendo lentamente una capa 2D antes de moverse hacia arriba para imprimir otra capa en la parte superior", dice la Dra. Sarah Walden, investigadora del Centro de Ciencia de Materiales de la Universidad Tecnológica de Queensland.

"Pero usando esta tecnología, podría activar una hoja bidimensional completa e imprimir toda la hoja de una sola vez".

Esta tecnología está a punto de ser lanzada al mercado, pero hay algunas cosas que la frenan.

"Estas impresoras de dos colores recién se están desarrollando ahora. Hay una comercial en el mercado", dice Walden.

Por el momento, es difícil encontrar sustancias que respondan a tonos de luz específicos y que reaccionen entre sí. Aquí es donde entra en juego la investigación de Walden y sus colegas.

"Estamos fabricando tintas que podrían usarse en ese tipo de impresión y creemos que realmente podría acelerar la velocidad a la que imprimimos materiales en 3D", dice Walden.

El equipo acaba de publicar un artículo en Nature Communications que describe una de estas tintas.

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"Probamos muchas cosas que no funcionaron, como lo haces en la investigación. Fue genial encontrar finalmente un sistema que se comporte", dice Walden.

El sistema funciona mediante la manipulación de dos sustancias: una, un tipo de sustancia química llamada azobenceno, y la otra, un tipo de cetena. Estos dos productos químicos no reaccionan entre sí en condiciones típicas. Pero cuando las moléculas se exponen a la luz (luz roja o verde en el caso del azobenceno, luz ultravioleta en el caso de la cetena), cada una cambia de forma en una forma que las hace reaccionar entre sí para formar un compuesto sólido.

Este truco significa que, en ausencia de ambos tonos de luz, no le sucede nada a la sustancia, lo que significa que puede usarse en procesos de fabricación posteriores.

"Usamos los colores de la luz para convertirlos básicamente en sus formas reactivas", resume Walden.

"Pero si no encuentran un compañero de reacción, simplemente vuelven a sus formas no reactivas. Entonces, cuando apaguemos la luz, no habrá reacciones posteriores".

Los investigadores probaron inicialmente el proceso con un láser sintonizable en los laboratorios de QUT, pero luego pudieron replicarlo con diodos emisores de luz (LED) disponibles comercialmente.

Walden dice que, hasta ahora, la tecnología se ha utilizado para fabricar objetos portátiles de prueba de concepto.

"Hemos hecho pocos materiales en nuestro laboratorio, así que sabemos que este proceso de dos colores funciona", dice ella.

El equipo interdisciplinario quiere encontrar otras sustancias químicas que puedan responder a la luz y entre sí de esta manera.

"Puede comenzar a pensar en materiales de tipo biocompatible con luz visible, pero eso es bastante más adelante", dice Walden.

Publicado originalmente por Cosmos como una impresora 3D que utiliza haces de luz cruzados para fijar su tinta

Ellen Phiddian es periodista científica en Cosmos. Tiene una licenciatura (con honores) en química y comunicación científica y una maestría en comunicación científica, ambas de la Universidad Nacional de Australia.

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