Investigadores del INMA desarrollan una innovadora tecnología de impresión 4D con emulsiones cristal líquido
Un avance en materiales inteligentes: memoria de forma, propiedades fotónicas y porosidad ajustable
Un equipo de investigadores del Grupo de Cristales Líquidos y Polímeros (https://liquidcrystals.unizar.es/) del INMA (Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, instituto mixto CSIC-UNIZAR), ha dado un paso adelante en la impresión 4D al desarrollar una tecnología que utiliza emulsiones cristal líquido como material base para la fabricación de estructuras complejas con propiedades funcionales únicas. Este trabajo, fruto de una colaboración con la Universidad de Heidelberg (Alemania), ha sido publicado en la prestigiosa revista Angewandte Chemie, que lo ha destacado como Hot Paper.
Este avance que combina la impresión 3D mediante Procesamiento Digital de Luz (Digital Light Processing, DLP) con emulsiones cristal líquido, permitiendo preservar las propiedades funcionales de los cristales líquidos en los objetos impresos Las estructuras resultantes presentan una memoria de forma, responden a estímulos térmicos y lumínicos, y cuentan con una porosidad intrínseca ajustable, además de la capacidad de incorporar propiedades fotónicas, lo que las convierte en materiales versátiles y altamente funcionales.
El impacto de esta tecnología es amplio, con aplicaciones potenciales en áreas como la óptica adaptativa, la robótica blanda, la fotónica y la biomedicina. Este avance abre también nuevas oportunidades para el diseño de materiales inteligentes con funcionalidades personalizadas.
Lee más sobre este trabajo en nuestra reciente publicación:
4D printing of liquid cristal emulsions for smart structures with multiple functionalities
Dr. Alberto Concellón, Philipp Mainik, Clara Vázquez-Martel, Cristina Álvarez-Solana, Prof. Dr. Eva Blasco
Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202421162
Abstract: 3D printing, and more recently 4D printing, has emerged as a transformative technology for fabricating structures with complex geometries and responsive properties. However, employing functional colloidal solutions as inks for printing remains unexplored. In this work, we present a novel and versatile 4D printing approach for fabricating functional and complex-shaped objects using polymerizable liquid crystal (LC) emulsion droplets. Leveraging a digital light processing (DLP) 3D printing technique, we achieve rapid production of intricate 3D geometries with high resolution. The printed structures retain the LC ordering from the precursor droplets, imparting the final objects with shape memory properties, including shape fixation and recovery upon heating or light exposure. Light-responsive behavior is introduced post-printing by embedding an azo dye into the 3D structures. Additionally, we explore the potential to create intrinsically porous 3D structures by selectively removing non-reactive components from the printed geometries, adding an extra level of functionality to the printed objects. Furthermore, we incorporate chiral nematic LCs into the emulsion droplets, producing 3D objects with tunable reflective properties. To our knowledge, this is the first example of DLP 3D printing with emulsions, offering an effective and versatile pathway for developing 4D-printed materials with potential applications in optics, robotics, microfluidics, and biomedicine.
13 dic. 2024
