Un equipo que trabaja en la Universidad de California en Santa Bárbara ha encontrado una manera de imprimir en 3D con los llamados elastómeros de «cepillo de botella», o moléculas con largas «columnas vertebrales» de polímeros con polímeros de enlace colgando de ellas. 

 

(3dprint)-Este descubrimiento es particularmente útil porque el material tiene una textura novedosa: suave y elástica, muy parecida al tejido humano.

Los elastómeros son un nombre general para polímeros elásticos como el caucho. Actualmente, podemos imprimir con elastómeros lineales o materiales más rígidos compuestos por cadenas de moléculas largas y rectas. Pero los polímeros de cepillo de botella son otra historia. Llamados así porque tienen pequeñas «cerdas» de polímero que cuelgan del «cepillo» lineal del polímero principal, los polímeros de cepillo de botella presentan una estructura que les permite unirse para formar materiales más suaves.

En este momento, los polímeros de cepillo de botella solo se pueden producir mediante procedimientos de moldeo simples que requieren más tiempo . Sin embargo, un estudio publicado a principios de este mes en Science Advances podría cambiar eso. El investigador postdoctoral Sanjoy Mukherjee descubrió un nuevo polímero por accidente: un sólido semiblando que mantiene su forma, pero que se vuelve líquido a temperatura ambiente en respuesta a la presión (también conocido como fluido de límite elástico). Esta reacción es reversible, lo que significa que puede licuarse para pasar a través de una jeringa y luego volverse sólido nuevamente en el otro lado. Esta propiedad proviene de los polímeros de cepillo de botella que se «autoensamblan» en un sólido con enlaces lo suficientemente débiles como para ceder bajo presión.

La propiedad significa que puede imprimirse mediante escritura con tinta directa.: pasar tinta de baja viscosidad a través de una boquilla o jeringa para solidificar después de imprimir. El equipo, encabezado por Mukherjee y su colega Renxuan Xie, imprimió el material utilizando un LulzBot TAZ Workhorse modificado. Después de imprimir, el equipo bañó sus elementos de prueba con luz ultravioleta para curarlos. Esto fue posible gracias a un fotorreticulante agregado al polímero, que conectó polímeros cercanos para hacer que el producto impreso permaneciera sólido.

El polímero del cepillo para botellas tiene propiedades únicas.

«El módulo de nuestro material es mil veces más pequeño que el de una banda de goma», dijo Xie. “Es súper suave, se siente muy parecido al tejido humano y muy elástico. Puede estirarse entre tres y cuatro veces su longitud «.

De manera igualmente notable, el material es suave y elástico sin necesidad de agua ni disolventes.

«La gente a menudo agrega solvente para licuar un sólido para que pueda exprimirse por una boquilla», agregó Xie, «pero si agrega solvente, tiene que evaporarse después de la impresión, haciendo que el objeto cambie de forma o se agriete».

El nuevo polímero tiene el potencial de ser muy útil, especialmente en la impresión de tejidos biomiméticos o electrónicos sensibles al tacto. El equipo está particularmente entusiasmado con el potencial de su uso en aplicaciones médicas. Su artículo señala que los grupos terminales de los polímeros son benzofenonas , que generalmente son bien toleradas por el cuerpo. Y la textura del material puede ayudar.

«Estos elastómeros supersuaves podrían aplicarse como implantes», dijo Christopher Bates, profesor asistente de materiales y director de uno de los laboratorios donde se realizó la investigación. «Es posible que pueda reducir la inflamación y el rechazo del cuerpo si las propiedades mecánicas de un implante coinciden con el tejido nativo».