Desarrollan la impresión 3D de celulosa y la celulosa conductora

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Uno de los puntos importantes a tener en cuenta en impresión 3D es el desarrollo de los materiales para imprimir. Hemos visto el desarrollo de plásticos, metales, cerámica, alimentos, tejidos humanos y ahora, celulosa.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia han desarrollado una forma de impresión 3D usando la celulosa, el material orgánico más abundante en la Tierra.

Ya existen filamentos que son materiales compuestos de madera (aserrín o madera reciclada) y polímeros de unión como Laywoo-D3 o Woodfill. Pero en este caso, el material es totalmente celulosa, no sólo basado en celulosa, y se ha utilizado por primera vez en la historia para imprimir un objeto tridimensional. Los investigadores, dirigidos por Paul Gatenholm – profesor de tecnología de Biopolímero en Chalmers, fabricaron un objeto de celulosa usando un bioimpresora 3D.

Hasta ahora, la celulosa no acababa de arraigarse en la impresión 3D debido a que no se derrite cuando se calienta. Por lo que no se puede sinterizar o extruir como los metales o el plástico. Por ello, los investigadores en Chalmers tuvieron que llegar a un proceso completamente diferente para la celulosa. Lo primero que hicieron fue crear una forma para imprimir en 3D de la celulosa, lo que hicieron mezclando nanofibrillas de celulosa en un hidrogel hecho de 95 a 99 por ciento de agua. Este gel podría entonces ser utilizado por una bioimpresora 3D, tal como lo haría con células y colágeno, para construir un objeto tridimensional. Sin embargo, esto todavía no sería suficiente si el objeto de celulosa, una vez formado, no logra mantener su forma durante el secado.

3d-printing i cellulosa, Paul Gatenhaolm.©Foto: Peter Widing
Karl Håkansson, Ida Henriksson y Paul Gatenholm. Christina de la Pena estaría faltando en la foto.

Como Paul señala: “El proceso de secado es fundamental. Hemos desarrollado un proceso en el que congelamos los objetos y quitamos el agua por diferentes medios para controlar la forma de los objetos secos. También es posible dejar que la estructura colapse en una dirección, creando delgadas películas”.

Habiendo probado y demostrado que es posible la impresión 3D con celulosa, los investigadores dieron un paso más. Mezclaron el gel de nanocelulosa con nanotubos de carbono para crear una tinta que podría ser utilizado para construir objetos tridimensionales que también podría conducir la electricidad. Los dos materiales, uno conductor y un no conductor, podrían combinarse para crear circuitos tridimensionales. Paul ve aplicaciones de amplio alcance para objetos de celulosa conductores, desde ‘sensores integrados con el empaquetado, a textiles que convierten el calor del cuerpo en electricidad, y apósitos para heridas que pueden comunicarse con los trabajadores de salud.’

A fin de cuentas, la impresión 3D usando celulosa es probablemente la forma más bio-amistosa para ir sobre la fabricación de objetos tridimensionales.

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“Combinar el uso de celulosa con el rápido desarrollo tecnológico de la impresión 3D ofrece grandes ventajas ambientales. La celulosa es un producto renovable ilimitado que es completamente biodegradable, y la producción con materia prima de la madera, en esencia, significa atar el dióxido de carbono que de otra manera terminaría en la atmósfera”.

Su trabajo fue presentado en los “Nuevos Materiales de árboles”, conferencia celebrada entre el 15 hasta 17 junio en Estocolmo, Suecia. Los investigadores no han parando aquí, sin embargo. Ahora explorarán todos los otros biopolímeros de madera, además de celulosa, para su uso potencial en la impresión 3D.

fuente: chalmers.se

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