stampante 4D

Nonostante il fatto che la stampa 3D sia ancora considerata una nuova tecnologia, gli sviluppatori dell’Università di Harvard hanno dimostrato che i progressi si stanno sviluppando rapidamente. Un team di scienziati ha preso come base una stampante 3D e ha aggiunto una quarta dimensione.

Stampante 4D: cos'è

Per “stampante 4D” intendiamo non l’utilizzo delle 3 dimensioni (X, Y, Z) per stampare oggetti reali, ma anche l’utilizzo della quarta dimensione – il tempo (T).

Se aggiungi materiali speciali agli oggetti stampati in grado di rispondere a fattori esterni, ad esempio freddo, acqua, questi oggetti possono muoversi e cambiare forma nel tempo, come i muscoli umani.

Come funziona una stampante 4D?

La stampa 4D è la tecnologia più recente basata sulla stampa 3D. Il miglioramento consiste nell’aggiungere durante la stampa uno strato intermedio di materiale “intelligente” in grado di assorbire l’umidità.

In questo caso, l'umidità è una fonte di energia per aumentare il volume del materiale dopo la stampa su una stampante 3D. L'oggetto principale viene prima elaborato dalla stampante, quindi con l'aiuto dell'acqua cambia e riceve la forma richiesta.

Riferimento! Queste innovazioni permettono di stampare qualsiasi articolo in tempi abbastanza brevi. È il “Tempo” la quarta dimensione.

Cosa può essere stampato con una stampante 4D

Il laboratorio di Harvard ha stampato tanti oggetti diversi capaci di assumere la forma desiderata o autoassemblarsi. Gli scienziati hanno dimostrato che i lacci delle scarpe si allacciano automaticamente e i mobili si aprono automaticamente. La nuova tecnologia viene utilizzata anche per altri scopi.

Protezione dei satelliti spaziali

Utilizzando una stampante 4D, gli scienziati della NASA hanno realizzato uno speciale tessuto metallico che protegge i satelliti dai danni ed è necessario anche per realizzare antenne elastiche.

Questa è una sorta di "cotta di maglia" fatta di argento con l'aggiunta di altri metalli. Il tessuto può essere compresso, allungato e piegato. Nonostante la sua elasticità, il materiale è molto difficile da strappare. Si prevede che in futuro i satelliti verranno avvolti con questo tessuto prima di entrare in orbita, oppure le tute spaziali e le stazioni spaziali verranno schermate utilizzando questo materiale.

Tecnologia militare

La stampa 4D verrà utilizzata nel campo chimico e nello studio della scienza dei materiali per l’industria della difesa. Una stampante 4D consente di stampare nuovi sensori biochimici, materiali e componenti per chip.

Riferimento! Attualmente, il progresso è ostacolato dalla mancanza di dispositivi poco costosi in grado di produrre stampe di oggetti ad alta risoluzione (circa 1000 volte più sottili di un capello umano).

Uso in medicina

I chirurghi dello Shaanxi (Cina) hanno eseguito con successo una complessa operazione tracheale utilizzando la tecnologia di stampa 4D. Hanno installato uno stent tracheale nel paziente, che gli ha permesso di mantenere aperti gli organi respiratori. Per produrre lo stent è stato utilizzato il materiale biologico policaprolattone, che si dissolve nel tempo: la degradazione nel corpo umano avviene entro tre anni.I chirurghi avranno preventivamente calcolato il tempo di dissoluzione dello stent stampato e il paziente non dovrà sottoporsi ad uno speciale intervento di rimozione.

Un incidente più o meno simile si è verificato in America. Garrett Peterson è nato con la broncomalacia, una condizione in cui le articolazioni sono molto morbide.

È del tutto possibile che i nuovi biomateriali stampati con una stampante 4D andranno ben presto ben oltre le patologie del sistema respiratorio. La ricerca è già in corso in termini di restauro facciale.

In generale, molti scienziati che lavorano nel campo della stampa 4D prevedono la rapida crescita di oggetti e biomateriali utilizzando il moderno metodo di stampa entro 5-6 anni