Los nanocristales de celulosa impresos en 3D son tan duros como las aleaciones de aluminio
En el MIT, un equipo de investigadores ha desarrollado un material compuesto a partir de un polímero sintético y nanocristales de celulosa. Diseñado en forma de gel, se utilizó para imprimir en 3D diferentes formas, incluida la de un diente, con el fin de demostrar las posibles aplicaciones futuras de este material. Entre ellas, la posibilidad de producir implantes dentales con propiedades interesantes en cuanto a resistencia y durabilidad.
La celulosa es un componente que se encuentra en las plantas, los árboles y otras especies vivas como las algas o las bacterias. Es una estructura natural muy abundante en nuestro planeta, lo que la convierte en un tema de estudio especialmente interesante para muchos investigadores.
El equipo del MIT estudió la celulosa nanocristalina (CNC), que los investigadores describen como cadenas de polímeros orgánicos dispuestas en patrones cristalinos casi perfectos que pueden extraerse de las fibras de celulosa mediante hidrólisis ácida. Estas CNC tienen propiedades únicas, como una gran resistencia, termoestabilidad y una gran reactividad química. Por eso, el equipo quería aprovechar su fuerza y entender cómo podían explotar este abundante material.
Mezclaron nanocristales de celulosa con un polímero sintético y encontraron la proporción adecuada entre ambos para obtener una especie de gel fácil de extrudir mediante una máquina tipo bioimpresora equipada con un extrusor neumático. Sin embargo, el equipo especifica que el material podría utilizarse mediante métodos de moldeo o mecanizado. No obstante, depositaron el gel capa a capa para formar diferentes piezas. Una de ellas fue mecanizada para reproducir la estructura de un diente con el fin de mostrar la utilidad de dicho material en el sector médico y, más concretamente, en la producción de implantes. La dureza de este material orgánico es comparable a la de las aleaciones de aluminio, mientras que su resistencia a la rotura es similar a la de las paredes celulares de la madera.
Sin embargo, los investigadores señalan que, tras la extrusión, el material compuesto se seca y la pieza final se encoge. Esta contracción podría ser un obstáculo a la hora de crear formas más grandes, ya que podría provocar grietas durante esta fase de secado. Así que es algo en lo que el equipo está trabajando. Abhinav Rao, uno de los investigadores principales del proyecto, comentó: «Si se pudiera evitar la contracción, se podría seguir escalando, quizá hasta la escala del metro. Entonces, si soñáramos a lo grande, podríamos sustituir una fracción significativa de los plásticos por compuestos de celulosa». Una cosa es segura, el uso de este material podría reducir el uso de plásticos derivados del petróleo y, por tanto, tener un impacto medioambiental positivo para nuestro planeta.
Para leer más acerca de esta investigación, puedes consultar el artículo publicado por los investigadores del MIT en la revista Cellulose.
Fuente: 3dnatives.com