I primi oggetti in ceramica realizzati con una stampante 4D

Tecnologia
Foto di archivio (Getty Images)
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Un gruppo di scienziati della City University di Hong Kong è riuscito a creare un materiale altamente modellabile che può essere utilizzato per realizzare delle ceramiche dalle forme complesse tramite una stampante in 4D 

Oltre alle tre dimensioni previste dalla stampa in 3D, quella in 4D ne aggiunge un’altra: il tempo. Gli oggetti realizzati con questa tecnica, sono infatti in grado di “ricordare” la loro forma originaria, cambiarla quando vengono sollecitati dal calore e in seguito recuperarla. Vari materiali possono essere stampati con questa tecnica, ma tra di essi non figurava, finora, la ceramica. Grazie a un gruppo di ricercatori della City University di Hong Kong, guidato dal professor Lu Jian, le cose stanno per cambiare. Gli scienziati sono infatti riusciti a realizzare le prime ceramiche stampate in 4D.
I risultati dello studio del team cinese sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science Advances.

Un materiale difficile da trattare

La ceramica è uno dei materiali più difficili da gestire nella stampa in 3D, perché gli “ingredienti” precursori utilizzati nel processo si sono rivelati complicati da deformare e incapaci di assumere forme complesse. Il team, guidato da Lu Jian, ha superato questo problema realizzando un nuovo inchiostro composto da polimeri e nanoparticelle di ceramica. Lo hanno utilizzato per stampare in 3D dei materiali morbidi che possono essere deformati e allungati fino a tre volte la loro lunghezza iniziale. Si possono, inoltre, manipolare facilmente per dare vita a forme complesse, un po’ come degli origami. Modellandoli e utilizzando la giusta quantità di calore è possibile creare delle ceramiche dall’aspetto molto diverso l’una dall’altra.

Da 3D a 4D

I materiali malleabili ottenuti dal gruppo di scienziati possono essere usati anche nelle stampanti 4D per realizzare oggetti in grado di ricordare la propria forma originale e resistere alle deformazioni dovute a una forza meccanica, alla temperatura o a un campo elettromagnetico. È l’energia elastica conservata nei materiali allungati a rendere possibile questo fenomeno. Quando vengo rilasciati, questi composti tendono ad autorimodellarsi. Trattandoli con il calore è possibile dare vita a delle ceramiche meccanicamente robuste. I campi di applicazione di questa nuova tecnologia possono essere molteplici: dai device elettronici all’ingegneria aerospaziale. 

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