Los científicos han creado un medio de impresión 3D que puede adoptar diferentes colores en diferentes partes de un solo trabajo de impresión. El secreto reside en utilizar luz ultravioleta para alterar selectivamente la estructura de la superficie del material a medida que se dispensa.
Normalmente, el color de los polímeros extruidos por las impresoras 3D lo dictan los tintes sintéticos. La producción de estos tintes no sólo es perjudicial para el medio ambiente, sino que los propios tintes pueden convertirse en contaminantes por derecho propio una vez que el objeto impreso ha sido desechado.
Además, con unos pocos excepciones experimentales, todo el filamento de polímero de un carrete suele ser de un solo color. Esto significa que si alguien quiere imprimir en 3D un solo objeto de diferentes colores en diferentes lugares, debe alternar entre diferentes carretes.
Además, los colores realmente vivos, como los que se ven en alas de mariposa – son difíciles de producir en forma de tinte. Esto se debe a que, en lugar de pigmentos, las alas de las mariposas presentan estructuras a nanoescala que reflejan, dispersan y absorben la luz blanca ambiental de tal manera que se ve como colores como el rojo brillante, el azul o el verde.
Liderado por la Asoc. El profesor Ying Diao y el estudiante de posgrado Sanghyun Jeon, investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, se propusieron replicar ese efecto en una tinta de impresión 3D fotosensible.
El material gelatinoso resultante es lo que se conoce como una «solución de copolímero en bloque de cepillo de botella foto-reticulable». Se llama cepillo de botella porque, molecularmente hablando, consiste en «cepillos» de cadenas laterales densamente injertados unidos a una columna vertebral común compartida.
Cuando la tinta se expone a la luz ultravioleta inmediatamente después de ser extruida por la boquilla de impresión, las moléculas en las puntas de los pinceles se entrecruzan entre sí. A medida que la tinta se solidifica rápidamente, esas moléculas unidas se forman en nanoestructuras similares a alas de mariposa en la superficie del material.
Al sincronizar factores como la velocidad de extrusión, el movimiento del cabezal de impresión y la intensidad de la luz ultravioleta, es posible modificar el proceso de tal manera que diferentes partes del producto terminado aparezcan como colores que van del azul intenso al naranja dentro del espectro de luz visible. La tecnología también permite gradientes entre colores que de otro modo serían imposibles en la impresión 3D.
Recientemente se publicó un artículo sobre la investigación en la revista PNAS.