Aparte de los huesos, nuestro cuerpo está formado casi en su totalidad por tejido biológico blando. Y artículos como implantes médicos o dispositivos electrónicos portátiles casi siempre contienen al menos algunos componentes rígidos. Si bien cada vez se desarrollan más dispositivos para su uso en nuestros cuerpos, estos dispositivos tienden a no ser muy... "parecidos al cuerpo".
Aunque estos dispositivos contienen algunos materiales sintéticos más blandos, siempre hay una línea clara donde los materiales blandos y duros se conectan entre sí. Estos límites pueden causar incomodidad, función reducida y fallas mecánicas cuando se estresan.
En la naturaleza, los tejidos biológicos a menudo evitan límites tan abruptos al pasar gradualmente de una rigidez baja a una alta a medida que se estiran de un punto a otro. Por ejemplo, los tendones proporcionan una transición suave del tejido muscular relativamente blando al hueso duro.
Un nuevo tipo de resina de impresión 3D podría cambiar esto al dar a los objetos individuales diferentes durezas.
Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y MetaCorp ahora han replicado esta propiedad en una resina de impresión 3D de tiol-eno-epoxi de "un solo recipiente". Al igual que otras resinas fotosensibles, esta resina cambia de un estado viscoso a un estado sólido cuando se expone a la luz. Al proyectar estos patrones en cavidades laterales transparentes de resina, se crean objetos.
Pero en este caso la intensidad de la luz determina la dureza del sólido. Así, variando estratégicamente la intensidad de la luz a lo largo del proceso de elaboración, es posible hacer que un solo objeto pase gradualmente de la suavidad en un área a la dureza en otra. La tenacidad del material también aumenta hasta 10 veces a lo largo del gradiente.
En una demostración de la tecnología, los científicos la utilizaron para imprimir un dispositivo todo en uno montado en el dedo que puede convertir mensajes de texto a Braille. Cuando se conecta a una bomba de aire, el dispositivo portátil empuja el aire hacia adentro y hacia afuera de una almohadilla que presiona contra las yemas de los dedos del usuario, replicando la sensación de tocar caracteres Braille en relieve.
"Este trabajo ha estado investigando si podemos diseñar un gradiente mecánico continuo de blando a rígido en un único sistema de resina", dijo el científico principal, el Dr. Sijia Huang de LLNL. "Aquí estamos imprimiendo todo lo que vemos, simplemente usando dosis de luz para controlar el módulo".
Recientemente se publicó un artículo sobre la investigación en la revista Matter.