Un nuevo material que cambia su dureza en función de la luz

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Los materiales capaces de cambiar en función de diferentes desencadenantes, como el caso de los filamentos colour change, resultan extremadamente versátiles y útiles en el mundo de la impresión 3D.

Recientemente, un grupo internacional y multidisciplinar de investigadores de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT) de Australia, la Universidad de Gante (UGent), en Bélgica  y el Instituto de Tecnología Karlsruhe (KIT) de Alemania, han desarrollado una estructura de polímero que puede cambiar su estructura dependiendo de la luz.

Professor Christopher Barner-Kowollik y doctor Hannes Houck
Professor Christopher Barner-Kowollik y Dr Hannes Houck

Este material, tiene la capacidad de endurecerse bajo cierto tipo de luz y volverse blando en la oscuridad. Este material, podría resultar extremadamente útil para impresiones complejas que requieran de soporte, que se podría desprender fácilmente en ausencia de luz.

La clave del desarrollo de este material y sus propiedades, está en unas moléculas de acoplamiento llamadas triazolinedionas (C2HN3O), y un ingrediente muy común en en el repelente de polillas, la naftalina.

En combinación, estos ingredientes permiten que el material esté sólido cuando esté expuesto a luz LED verde, Pero cuando se apaga la luz, y el material permanece a oscuras un tiempo, los enlaces químicos creados por estos materiales se rompen, haciendo que el material se vuelva suave y líquido. Y si encendemos otra vez nuestra luz led verde… Se vuelve a endurecer!

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Además, los investigadores han conseguido ajustar las propiedades mecánicas del material ajustando la intensidad de la luz.

«Por lo general, se utilizan diferentes longitudes de onda de luz o calor adicional o productos químicos agresivos para romper las cadenas de moléculas de polímero que forman una estructura de red», dicen los investigadores. «Sin embargo, en este caso, usamos una luz LED verde para estabilizar la red. El disparador para romper la red, hacerla colapsar y fluir es en realidad el más suave de todos: la oscuridad. Encienda la luz y vuelva a encender el material -endurece y conserva su fuerza y ​​estabilidad».

El equipo ha definido este hallazgo como «material dinámico estabilizado a la luz».

Actualmente, se busca optimizar el material, y se piensa en su utilización para soportes. Según el profesor Christopher Barner-Kowollik: «Con una tinta dinámica estabilizada a la luz utilizada como andamio, se podría imprimir en 3D bajo la luz y luego apagar la luz para dejar que la tinta del andamio fluya».

La investigación se publicó en el Journal of the American Chemical Society.

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