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Jueves, 9 marzo 2017
Ciencia de los Materiales

Impresión 3D usando celulosa como "tinta"

Durante siglos, la celulosa ha formado la base del material sobre el que se ha impreso más a menudo en el mundo: el papel. Ahora, podría también convertirse en un material abundante con el cual imprimir, actuando esta vez como “tinta”, proporcionando quizá una alternativa renovable y biodegradable a los polímeros que se usan actualmente en los materiales de impresión en 3D. La celulosa, el polímero más abundante del mundo podría rivalizar con los plásticos derivados del petróleo como fuente de materia prima para impresión 3D.

 

La investigación al respecto es obra del equipo de Sebastian Pattinson y A. John Hart, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.

 

La celulosa es el componente más importante a la hora de proporcionar a la madera sus propiedades mecánicas. Y dado que es tan barata, biorrenovable, biodegradable y también muy versátil químicamente, se usa en muchos productos. Tanto ella como sus derivados se utilizan en productos farmacéuticos, dispositivos médicos, aditivos alimentarios, materiales de construcción, ropa, etc. Muchos de estos tipos de productos se beneficiarían de la clase de personalización que la fabricación aditiva (impresión 3D) permite.

 

Mientras tanto, la tecnología de impresión 3D está creciendo rápidamente. Entre otros beneficios, nos permite personalizar de forma individual cada producto que hagamos.

 

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Imagen captada por un microscopio electrónico en la que se muestra un corte en sección de un objeto impreso usando celulosa. El recuadro muestra la superficie de este último. (Foto: cortesía de los investigadores)

 

Usar la celulosa como material para la fabricación aditiva no es una idea nueva, y muchos investigadores lo han intentado, encontrando grandes obstáculos. Al calentarse, la celulosa se descompone, en parte debido a los enlaces de hidrógeno que existen entre sus moléculas. Los enlaces intermoleculares también hacen que las soluciones de celulosa de elevada concentración sean demasiado viscosas para una extrusión sencilla.

 

A fin de evitar esos problemas, el equipo del MIT eligió trabajar con acetato de celulosa, un material que se obtiene con facilidad a partir de celulosa y que ya está ampliamente disponible. En esencia, el número de enlaces de hidrógeno en este material ha sido reducido por los grupos acetatos. El acetato de celulosa puede ser disuelto en acetona y extruido a través de una boquilla. Dado que la acetona se evapora rápidamente, el acetato de celulosa tarda poco en solidificarse en el mismo lugar. Un tratamiento posterior opcional reemplaza los grupos acetatos e incrementa la fortaleza de las piezas impresas.

 

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