Cuando se trata de impresión 3D, la mayoría de la gente piensa en una tecnología de uso común: el modelado por deposición fundida (FDM). Este método implica extruir polímero fundido a través de una boquilla y construir el objeto en capas depositadas sucesivas a medida que el polímero se enfría hasta alcanzar un estado sólido. Otra técnica, llamada escritura directa con tinta (DIW), también exprime cosas a través de una boquilla. En este caso, sin embargo, se trata de una "tinta" polimérica similar a un gel que se convierte en un sólido mediante una reacción química. En comparación con FDM, DIW es más rentable y energéticamente más eficiente, y los objetos se pueden fabricar con más polímero.
Sin embargo, una desventaja de esta tecnología es que a menudo se requieren catalizadores químicos tóxicos y reticulantes para iniciar y promover la transición de líquido a sólido. Estos productos químicos no sólo pueden ser perjudiciales para los seres humanos y el medio ambiente, sino que también se añaden en los pasos posteriores a la impresión, lo que aumenta la duración y la complejidad del proceso de producción.
Ahí es donde entra en juego la nueva tinta. Fue desarrollada por el profesor Jinhye Bae y sus colegas de la Universidad de California, San Diego, y utiliza una solución de polímero líquido llamada poli(N-isopropilacrilamida), o PNIPAM para abreviar. Se pueden mezclar con el líquido materiales funcionales, como nanotubos de carbono o escamas de grafeno.
Debido a que el PNIPAM es inicialmente viscoso, se puede extraer fácilmente de la aguja con una fuerza mínima. Cuando la tinta se introduce en una solución de salmuera de cloruro de calcio, los iones de sal inmediatamente alejan las moléculas de agua de la tinta, un fenómeno conocido como "salación". Las cadenas de polímeros hidrofóbicos (repelentes al agua) que quedan en la tinta se agrupan, lo que hace que la tinta se solidifique instantáneamente. Cualquier material funcional agregado también quedará bloqueado.
A diferencia de la impresión DIW tradicional, el método de impresión PNIPAM no requiere el uso de ningún producto químico posterior a la impresión y se puede realizar a temperatura ambiente. Además, si se desea, los objetos sólidos impresos se pueden convertir posteriormente en PNIPAM líquido utilizable.
La tecnología se ha utilizado para imprimir placas de circuito que alimentan bombillas.
En un artículo sobre la investigación, publicado recientemente en la revista Nature Communications, también participaron científicos de la Universidad de Hanyang en Corea del Sur. Puedes ver en el vídeo a continuación que la tinta forma instantáneamente una bobina sólida.