El Impresor Septiembre 2021

Los empaques inteligentes y textiles
a base de celulosa son el futuro de la
impresión 3D
Impresión 3D 20 Septiembre 2021
El término de empaque activo o empaque
inteligente son sistemas de envase
usados para alimentos, medicamentos,
y muchos otros tipos de productos. Estos
ayudan a extender su ciclo de vida,
monitorear su estado, informar acerca de
su uso, contenido o calidad, y mejorar la
seguridad y conveniencia del producto.
Para lograr este tipo de empaques, se
puede recurrir a la impresión 3D que
utiliza filamentos de plástico hechos de
PLA y ABS que son suaves y moldeables
cuando se calientan y sólidos cuando se
enfrían.
Actualmente, la unidad de investigación
y desarrollo de la Universidad Tecnológica
de Chalmers en Suecia, ha logrado
imprimir y secar objetos tridimensionales
y empaques inteligentes hechos de
celulosa en una bio impresora 3D.
La celulosa es un producto renovable
ilimitado biodegradable y fabricado utilizando
la madera como materia prima
mediante el taladrado, aserrado y lijado.
“Combinar el uso de la celulosa con el
rápido desarrollo tecnológico de la impresión
3D ofrece grandes ventajas medio
ambientales”, dijo Paul Gatenholm,
profesor de Tecnología de Biopolímeros
en Chalmers y líder del grupo de investigación.
Si bien imprimir con celulosa era uno
de los objetivos de la investigación, los
científicos dieron un paso más y lograron
que el material fuera conductor mediante
la integración de nanotubos de carbono.
Los nanotubos también se usaron en un
hidrogel y al usar los dos geles juntos y
controlar el proceso de secado, se produjeron
circuitos tridimensionales en los
que la resolución aumentó significativamente
al secarse.
“El proceso de secado es fundamental.
Hemos desarrollado un proceso en el que
La celulosa
podría competir
con otros
materiales de
impresión 3D
como el metal y
el plástico.
congelamos los objetos y retiramos el
agua por diferentes medios para controlar
la forma de los objetos secos”, añadió
Gatenholm.
Dado que la celulosa no se puede derretir,
los científicos tuvieron que encontrar
una manera de evitar esta limitación.
Integraron el material de base biológica
en un hidrogel que consta de 95 a 99%
de agua. Luego, el gel podría dispersarse
en la bio impresora 3D de los investigadores.
El siguiente desafío fue secar
las estructuras impresas y mantenerlas
intactas. “El proceso de secado es fundamental.
Hemos desarrollado un proceso
en el que congelamos los objetos y retiramos
el agua por diferentes medios para
controlar la forma de los objetos secos”.
Un material conductor renovable tiene
un número casi ilimitado de aplicaciones
que van desde empaques inteligentes
hasta textiles con electrónica integrada.
+La celulosa es el polímero natural más
abundante en el mundo y el acetato a
base de ella tiene gran disponibilidad
también. En comparación con el resto
de los materiales utilizados en impresión
3D, los costos son menores, es más versátil
químicamente y además es biodegradable.