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La ULL crea una impresora 3D con infrarrojos y nanopartículas

Reduce de 500.000 a 5.000 euros el coste de herramientas similares, que usan luz ultravioleta


La Universidad de La Laguna (ULL) ha desarrollado un sistema de impresión 3D que utiliza rayos láser de infrarrojos y nanopartículas de ciertos materiales que convierten la energía infrarroja en visible, que abarata el coste de herramientas similares, que usan ultravioleta, de los 500.000 a los 5.000 euros. La radiación infrarroja es mucho menos dañiña que la ultravioleta y podría utilizarse en empastes dentales, por ejemplo. Por Carlos Gómez Abajo.


Carlos Gómez Abajo
Carlos Gómez Abajo, redactor de Tendencias21, es máster en periodismo (El País-UAM), Experto en... Saber más del autor


Procedimiento de impresión 3D. Fuente: ULL.
Procedimiento de impresión 3D. Fuente: ULL.
Los grupos de investigación de Nanomateriales y Espectroscopía y de Nano y Microingeniería de Materiales de la Universidad de La Laguna (Tenerife), acaban de publicar un trabajo en el que se da cuenta, por primera vez, de un sistema de impresión 3D que utiliza rayos láser de infrarrojos y nanopartículas de ciertos materiales con una propiedad luminiscente especial denominada up-conversion (conversión de energía infrarroja a visible).

El trabajo, informa la universidad en una nota de prensa, se ha publicado en la revista Journal of Materials Chemistry C, de la editorial Royal Society of Chemistry, y en él ha participado activamente el doctorando Pablo Acosta Mora, con la colaboración internacional del investigador de la Academia Rusa de las Ciencias Nicholas Khaidukov.

El grupo de Nanomateriales y Espectroscopía lo dirige Jorge Méndez Ramos, y el de Nano y Microingeniería de Materiales, Juan Carlos Ruiz Morales.

Hasta ahora, la tecnología de impresión 3D, basada en la utilización de un láser de ultravioleta y un líquido fotosensible a dicha radiación, presentaba resoluciones en el rango de los 25-50 micrómetros (se recuerda que el grosor del pelo humano es de alrededor de 80 micrómetros) y cualquier aumento de esta precisión pasaba por utilizar láseres de muy alta potencia con una técnica denominada fotopolimerización por 2 fotones, cuyos equipos se encuentran en el rango de los 500.000 euros.

El sistema propuesto por la ULL utiliza un láser de infrarrojo, de bajo coste y poca potencia, y nanopartículas de materiales luminiscentes de up-conversion, convirtiendo la radiación de infrarrojos en ultravioleta-visible, de tal manera que un sistema 3D, basado en este principio, sólo emitirá radiación alrededor de la nanopartícula creando por tanto estructuras 3D en ese nivel de resolución.

Dado que la síntesis de las nanopartículas se puede obtener de manera muy económica, justo con el bajo coste de los láseres utilizados, el sistema 3D propuesto no deberían superar los 5.000 euros, aseguran sus promotores.

Aplicaciones

El hecho de utilizar radiación de infrarrojos favorece las posibles aplicaciones biomédicas. De hecho, la radiación infrarroja es mucho menos dañina a nivel celular y tiene mayor poder de penetración en los tejidos biológicos que la radiación ultravioleta por lo que es ideal para la estructuración 3D de biomateriales o para aplicaciones odontológicas, aseguran los investigadores de la ULL.

El mayor poder de penetración de los rayos de infrarrojos permitiría endurecer, de una sola vez, los rellenos de los empastes y no en sucesivas etapas, como ocurre actualmente.

Otras aplicaciones de estas resinas especiales incluirían la fabricación de tintas de seguridad, sistemas de señalización en condiciones adversas, recubrimiento de células solares para aprovechar parte del infrarrojo que incide sobre ellas o la fabricación de nanoestructuras específicas para la fotosíntesis artificial, en concreto en la obtención de hidrógeno del agua como combustible verde, concluyen los investigadores de la Universidad de La Laguna.

Hace unos meses la Universidad Politécnica de Valencia presentó la spin-off Ikasia Technologies, que ha desarrollado un sistema de fabricación para la impresión 3D en frío, que utiliza materiales compuestos polímero-cerámicos de última tecnología. El sistema permitirá producir en serie de forma más rentable.

Nanomateriales

El grupo de Nanomateriales y Espectroscopía de la Universidad de La Laguna ha participado recientemente en una investigación europea sobre la fotosíntesis artificial, portada de Advanced Science.

El trabajo recoge una visión global de la investigación de frontera que se está llevando a cabo sobre la mejora de la eficiencia de los procesos de fotosíntesis natural y artificial. El objetivo es obtener hidrógeno del agua como combustible verde, imitando el secreto de las plantas para almacenar la energía solar, que ha sido el motor energético del planeta durante miles de millones de años.

En concreto, se presentan las aportaciones de la Universidad de Jena (Alemania) y la Universidad de La Laguna, sobre el aprovechamiento de la energía solar mediante materiales que contienen iones luminiscentes de elementos de tierras raras.

Referencia bibliográfica:

J. Méndez Ramos, J. C. Ruiz-Morales, P. Acosta Mora y N. M. Khaidukov: Infrared-light induced curing of photosensitive resins through photon up-conversion for novel cost-effective luminiscent 3D-printing technology. Journal of Materials Chemistry C (2015). DOI: 10.1039/C5TC03315B.

Jueves, 7 de Enero 2016
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