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I primi oggetti in ceramica realizzati con una stampante 4D

Tecnologia
Foto di archivio (Getty Images)

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 

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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.