Aplicación de la técnica ”Kirigami” para imprimir vendas elásticas en 3D

Los investigadores del MIT han perforado una película de elastómero con ranuras “kirigami” utilizando moldes impresos en 3D para mejorar la adhesividad de la película. Kirigami es una variación del origami que consiste en doblar y cortar papel para producir patrones o estructuras, como copos de nieve.

La técnica kirigami tiene aplicaciones en una gama de productos de consumo que van desde vendajes médicos hasta productos electrónicos portátiles.

Prueba del material

El equipo del MIT probó la película con adhesivo en la rodilla de un voluntario. La película kirigami permaneció adherida después de más de 100 ciclos de flexión de rodilla, mientras que la película sin hendiduras se desprendió después de una flexión.

Cada vez que el voluntario doblaba la rodilla, las aberturas en el centro de la película se abrían más, mientras que las aberturas en los bordes permanecían cerradas. Las ranuras kirigami permitieron que la película se estirara, proporcionando un mejor agarre. La apertura de las ranuras en el centro alivió la tensión en los bordes de la película, previniendo el despegado.

Las ranuras en la película de polímero permiten que el material se adhiera a la piel después de 100 dobleces de rodilla.

Kirigami impreso en 3D

Los investigadores vertieron el elastómero líquido en moldes impresos en 3D para producir las películas. Los moldes presentaban un patrón de líneas en relieve en varios espacios, que formaban hendiduras una vez curados y levantados del molde. El adhesivo aplicado a la película es similar al que se utiliza para vendajes médicos.

Los investigadores realizaron pruebas de estiramiento para determinar la cantidad de estiramiento que la película podía soportar antes de desprenderse. Encontraron que cuando se tiraba de un plano liso, las hendiduras en el centro se abrían y se despegaban primero. Al igual que en la prueba de rodilla, las ranuras en los bordes permanecieron cerradas.

Propiedades

Ruike identificó tres propiedades que permiten que la película se adhiera tan bien:

  1. Límite de corte, donde la deformación de la película en una parte reduce la tensión en otras partes
  2. Desencolado parcial, en el que los segmentos de película alrededor de una ranura abierta mantienen una unión parcial con la superficie.
  3. Deformación no homogénea, en la que la película mantiene la adhesión general incluso cuando partes de la superficie subyacente se mueven o estiran de forma irregular.

Ruike afirma que:

”Ruike dice que “Adhesivos como estos vendajes son muy comunes en nuestra vida diaria, pero cuando tratas de unirlos a lugares que se encuentran con movimientos de flexión grandes e inhomogéneos, como los codos y las rodillas, usualmente se separan”.

“Las películas actuales son puramente elastómerasQueremos cambiar el material de película a geles, que pueden difundir directamente la medicina en la piel. Ese es nuestro siguiente paso”.

Prueba de estiramiento de la silicona con y sin la técnica Kirigami.

Conclusión

Se puede decir que gracias a técnicas de antaño como la mencionada (La técnica Kirigami) y a las nuevas tecnologías, como es el caso de la impresión 3D; se está mejorando adecuadamente de forma progresiva en diversos campos. En este caso en el notorio campo de la medicina.

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