Impresión 4D, o futuro

O Instituto de Tecnoloxía de Massachusetts (MIT) ten un gran laboratorio dedicado ao autoensamblaxe, e o director deste laboratorio é Skylar Tibbits, o precursor dun novo proxecto de impresión 4D que presentou nunha conferencia en TED. Desta forma obsérvase a rapidez do avance científico, posto que pouco despois do despegue das impresoras 3D naceu esta cuarta dimensión.

Para traballar neste novo proxecto, Tibbits utilizou unha impresora 3D deseñada para fabricar material con varias capas. O que a diferenza desta, é que a impresión 4D conta cun código xeométrico baseado nas medicións de cómo se debe transformar o obxecto ao enfrontarse ás forzas externas coma é a auga, os movementos ou o cambio de temperatura. Desta maneira, o código determina os ángulos, o número de veces e a dirección na que un material debe curvarse ou dobrarse, é dicir, reestruturarse, nun proceso denominado autoensamblaxe.

Primeiramente tratáronse de deseños tridimensionais feitos nun material que foi programado para cambiar de forma ao mollarse coa auga. Por exemplo, a creación dunha prancha rectangular que ao mergullarse se transforma nunha caixa, ou a creación de canos programados para expandirse en función do caudal de auga ou repararse  así mesmos se se rompen.


Este descubrimento permítenos facer grandes avances en case todos os campos. Así é que están comezando a construír un nano-robot utilizando a impresión 4D, creado a partir de tiras de ADN en forma de caixa que almacenan no seu interior unha substancia que se liberaría soamente cando entrara en contacto coa célula infectada e grazas ás súas propiedades, non cando entrase en contacto coas células sans. Polo que nos permitiría transportar, por exemplo, fármacos antitumorais contra as células malignas de pacientes afectados por cancro, ou doutras enfermidades que poderían ser erradicadas.

Tamén se poderían utilizar en materiais de auto-montaxe en condicións extremas nas que a construción convencional é demasiado cara ou non factible.


 

Autora: Laura Chaves Falcón

Esta entrada foi publicada en Nanotecnoloxía, Novas tecnoloxías e etiquetada , . Garda o enlace permanente.

19 Responses to Impresión 4D, o futuro

  1. faa-ileniamartinez di:

    o segredo da impresión 4D non é a impresora, senón o material co que se imprime.Os científicos lograron formular un material sintético capaz de ser programado para cambiar de forma ao pasar dun ambiente a outro. Os materiais expansibles non son algo de todo novo. Sempre se coñeceu a existencia de materiais que cambian en función das condicións ambientais que o rodean como temperatura, presión ou humidade.
    O verdadeiramente novedoso é poder imprimilos cunha impresora 3d.

  2. faa-martinbaulde di:

    As impresións en 4D son un novo concepto de impresión que basea a súa innovación na posibilidade imprimir obxectos en tres dimensións, para que a continuación evolucionen por se mesmos e no tempo cara a estruturas moito máis complexas. Unha tecnoloxía que chega no momento xusto no que as impresoras 3D de uso doméstico están cada vez máis preto do consumidor.
    A innovadora e moderna impresión 4 D podería permitirnos no futuro, por exemplo, construír nano-robots que puidese ser capaz de automodelarse, e a continuación ser utilizado para transportar fármacos antitumorais contra as células malignas de pacientes afectados por cancro. Algo que parece ciencia ficción, pero que en realidade é un proxecto de investigación no que traballan dende a famosa compañía Autodesk, da man do propio MIT.

  3. faa-manuelvilas di:

    Skylar Tibbits é o responsable de que a impresión 4D chegue a boca de todos. Este arquitecto, que estudou na Universidade de Filadelfia, traballa agora no prestixioso Massachusetts Institute of Technology. Foi nesta entidade onde comezou a formarse en ciencia e deseño computacional. Na actualidade é docente no MIT, ensinando arquitectura aos seus estudantes.Unha das asignaturas que imparte é bastante curiosa, xa que en parte resume a idea do que pode chegar a facer a impresión 4D. Tibbits denominouna ?How to Make (Almost) Anything? (en castelán, ?Como poder fabricar (case) todo?). O coñecemento acumulado na súa experiencia como docente chegou ao público xeral, grazas a unha conferencia TED que Tibbits impartió en Long Beach o pasado mes de febreiro. Nela presentaba de xeito introductoria as vantaxes que podería ter a impresión 4D nas nosas vidas.

  4. faa-diegogarcia di:

    A idea é imprimir obxectos 3D que poden cambiar de forma despois de imprimilos, facendo que se adaptanten [ao ámbito ou ás condicións]. O feito de imprimir un obxecto xa non é o o punto final no proceso de creación, senón simplemente un punto máis na súa ruta. Deséñase, imprímese e evoluciona, é como dotar de intelixencia natural aos materiais.

  5. faa-tamaraparracho di:

    No artigo menciónase que están comezando a construír un nano-robot utilizando a impresión 4D.
    Un nano-robot é un dispositivo cun tamaño de entre 0,1 a 10 micrómetros e que está construído con compoñentes de nanoescala ou moleculares. Para facernos unha idea, estes robots son miles de veces máis pequenos que o grosor dun cabelo humano.
    Os nano-robots son un invento moi importante que pode axudar a mellorar a calidade de vida das persoas, posto que conta cunha gran cantidade de aplicacións en diversos ámbitos.
    A maioría das aplicacións dos nano-robots son no ámbito da medicina, xa que debido ao seu tamaño son moi útiles para entrar no corpo humano con facilidade e realizar diversas tarefas. Como se menciona no artigo, investigadores da Universidade de Harvard e do Instituto Tecnolóxico de Massachusetts, foron capaces de pegar hebras de ARN especiais, dun tamaño de preto de 10 nm de diámetro, a nanopartículas, recheándoas con drogas utilizadas en quimioterapia. Así, cando a nanopartícula encontra unha célula canceríxena, adhírese a ela, e solta droga ao interior de dita célula. Este método directo de administración de drogas ten gran potencial para o tratamento de pacientes de cancro, evitando os efectos negativos asociados á administración incorrecta das drogas.
    Mais, as aplicacións dos nano-robots poden ir máis alá da medicina.
    Por exemplo, no ámbito do medio ambiente tamén son moi útiles para o tratamento, a filtración e a desalinización da auga ou no campo da alimentación, axudando a conservar os alimentos.

  6. faa-carmenvilanova di:

    No artigo menciónase que estas impresións 4D permitirían transportar fármacos antitumorais. O termo quimioterapia adoita reservarse aos fármacos empregados no tratamento das enfermidades neoplásicas que teñen como función impedir a reprodución das células cancerosas. Os devanditos fármacos denomínanse medicamentos citostáticos ou citotóxico. A terapia antineoplásica ten unha gran limitación, que é a súa escasa especificidade. Ademais, a medida que vai progresando o tumor as células pódense facer resistentes aos axentes quimioterapéuticos. O mecanismo de acción é provocar unha alteración celular xa sexa na síntese de ácidos nucleicos, división celular ou síntese de proteínas. A acción dos diferentes citostáticos varía segundo a dose que se administre. Debido á súa inespecificidad, afecta a outras células e tecidos normais do organismo, sobre todo se se encontran en división activa. Polo tanto, a quimioterapia é a utilización de diversos fármacos que ten a propiedade de interferir co ciclo celular, ocasionando a destrución de células.
    De entre estes fármacos antitumorais podemos destacar os seguintes, que se adoitan usar en combinacion:
    Axentes alquilantes: o seu mecanismo de acción xeral, é o dano inducido ao ADN celular (tanto neoplásico coma san) ao incorporar grupos alugo, e deste xeito alterar ou evitar a duplicación celular. Exemplos: clorambucil, melfalán.
    Antimetabolitos: substancias análogas a compoñentes naturais.
    Análogo do ácido fólico: metotrexato.
    Análogo da purina: 6-mercaptopurina.
    Análogos da pirimidina: 5-fluoracilo, ara-c.
    Alcaloides da vinca: Etopósido, Tenipósido, Vincristina, Vinblastina
    Antibióticos antitumorais.
    Tratamento hormonal do cancro.
    Cisplatino e derivados.

  7. faa-marinabusto di:

    Na impresión 4D, a idea é dar un paso máis na fabricación 3D con materiais estáticos, e construír obxectos con compostos biomiméticos que simplemente reprograma a súa forma, as súas propiedades ou a función demandada para adaptarse ao ámbito, sobre a base duns estímulos externos. Coa actual precisión da impresión en tres dimensións de materiais xerarquicamente estructurados, xunto coa capacidade de sintetizar compoñentes estímulo-adaptativos e a posibilidade de predicir o comportamento evolutivo do sistema no tempo, espérase sentar as bases do novo campo da impresión 4D.

  8. faa-miriantrigo di:

    Neste artigo fálase que están empezando a construir un nanorobot mediante a impresión 4D. Un nanorobot, tamén moi coñecido co nome de nanobot, é un dispositivo que actualemente se encontra en investigación e desenvolvemento, cun tamaño ao redor de 0.1 a 10 micrómetros construido con compoñentes a nanoescala ou moleculares.
    Un campo no que a nanotecnoloxía ten gran importancia e se espera mellorar con vistas ao futuro é no campo da nanomedicina. Así, espérase que nun futuro non moi lonxano se empreguen nanorrobots inxectados no paciente para que funcionen a nivel celular.
    Algunhas das aplicacións sería que os nanorrobots asistisen na reparación de células de tecido ao longo dos glóbulos brancos. Outra sería axudar ao pacientes con cancro,xa que rechearían as nanopartículas coa droga empregada na quimioterapia para que esta sexa liberada directamente no interior da célula canceríxena, logrando así un método directo da administración de drogas e evitando efectos negativos, relacionados cunha incorrecta administración destas.

  9. Victor di:

    VENRES 13 DE MARZO, ÚLTIMO DÍA DE TRABALLO NO BLOG PARA A 2ª AVALIACIÓN

  10. faa-ritalage di:

    As impresións en 4D son un novo concepto de impresión que basea a súa innovación na posibilidade imprimir obxectos en tres dimensións, para que a continuación evolucionen por se mesmos e no tempo cara a estruturas moito máis complexas. Unha tecnoloxía que chega no momento xusto no que as impresoras 3D de uso doméstico están cada vez máis preto do consumidor.
    A innovadora e moderna impresión 4 D podería permitirnos no futuro, por exemplo, construír nano-robots que puidese ser capaz de automodelarse, e a continuación ser utilizado para transportar fármacos antitumorais contra as células malignas de pacientes afectados por cancro

  11. faa-laurachaves di:

    A idea da impresión 4D, como di o artigo, é imprimir obxectos 3D que poidan cambiar de forma despois de ser impresos, adaptándose ao entorno ou ás condicións. O feito de imprimir un obxecto xa non é o punto final no proceso de creación, se non que se deseña, imprímese e evoluciona, é como dotar de intelixencia natural aos materiais.

    A medida que avancen na produción destes materiais con propiedades estímulo- adaptativas a escala nanométrica, ábrense novos frentes para a produción dunha nova xeración de superficies, téxtiles, recubrimentos e compoñentes estruturais con nanosensores intelixentes. Estes avances poden dar pe a texidos que modifiquen a súa cor como resposta á acción da luz, superficies que regulan a súa permeabilidade en función da humidade ambiente ou incluso materiais que incrementen a súa resistencia coa acción dunha forza externa.

  12. faa-iagopadin di:

    A impresión 4D é un devir da 3D, unha tecnoloxía que desde os seus inicios foi catalogada como a terceira revolución industrial, pero que é esta impresión en tres dimensións?
    O proceso de impresión 3D é a superposición sucesiva de capas de material, a partir dun modelo dixital, co que se poden imprimir bio-materiales, guitarras, roupa, comida, vinilos e calquera obxeto cotidiano.
    As impresoras 3D son polo xeral máis rápidas, máis baratas e máis fáciles de usar que outras tecnoloxías de fabricación por adición, aínda que como calquer proceso industrial, estarán sometidas a un compromiso entre o seu precio de adquisición e a tolerancia nas medidas dos obxetos producidos. As impresoras 3D ofrecen aos desarrolladores de producto, a capacidade para imprimir partes e montaxes feitas de diferentes materiales con diferentes propiedades físicas e mecánicas, a meiudo cun simple proceso de montaxe. As tecnoloxías avanzadas de impresión 3D, poden incluso ofrecer modelos que poden servir como prototipos de producto.
    Desde 2003 houbo un gran crecemento na venta de impresoras 3D. De maneira inversa, o coste das mesmas reduciuse. Esta tecnoloxía tamén encontra uso nos campos tales como xoiería, calzado, diseño industrial, arquitectura, inxeniería e construción, automoción e sector aeroespacial, industrias médicas, educación, sistemas de información xeográfica, inxeniería civil e moitos outros.

  13. fab-antonchaves di:

    Autoensamblaxe é a organización, reparación ou fabricación dun sistema ou estrutura sen que o ser humano interveña neste proceso. Na natureza preséntase autoensamblaxe en moitas escalas, principalmente na reparación de tecidos orgánicos, a fabricación de nanosistemas orgánicos e mesmo a aparición de novos organismos; en consecuencia o estudo da autoensamblaxe é tan importante para o home porque co devandito estudo se poderá dar resposta a unha serie de cuestionamentos relacionados coa orixe da vida e a dependencia da vida mesma a este proceso típico dos organismos e sistemas biolóxicos. Os inicios do estudo da autoensamblaxe están relacionados coa aplicación da química orgánica nas interaccións moleculares a distintas escalas, o que leva consigo a que actualmente se encontren importantes e frutíferos avances na autoensamblaxe molecular. Para a Física, a Bioloxía e a Química a autoensamblaxe é unha área de estudo científico que presenta altas expectativas, xa que se se amplía o coñecemento humano neste campo, se encontrasen diversas aplicacións en sistemas inorgánicos creados polo home, relacionados coa electrónica, a computación, a robótica e mesmo a medicina.

  14. fab-sabelafernandez di:

    A impresión 4D non é algo que vaia substituír á impresión 3D, senón máis ben, unha forma de impresión 3D que logra impresións coa capacidade de transformarse. É dicir, pasar dunha forma a outra, directamente dende a cama de impresión.
    Esta idea surxe a partir da colaboración entre un equipo de investigadores procedentes de algunhas das mellores escolas de inxeniería de Estados Unidos.
    O novo software de Autodesk, chamado Cyborg, é unha plataforma de deseño que abranga aplicacións dende a nano escala á escala humana. En conxunto coas disciplinas que traballan co escalado de obxectos, este programa eliminará dous paradigmas. Por un lado, o que di que primeiro se simula e logo se constrúe, e por outro lado o de construír e logo axustar a simulación.

  15. fab-nereabetanzos di:

    No artigo a tratar,como funciona a impresión 4D ?
    Básicamente trátase de crear obxetos intelixentes gracias a unha impresora 3D tradicional.É decir, o secreto da impresión 4D non é a impresora, senon o material co que se imprime.Os científicos lograron formular un material sintético capaz de ser programado para cambiar de forma ó pasar dun ambiente a outro. En principio trátase de diseños tridimensionais feitos nun material que foi programado para cambiar de forma ao ser mollado con auga. Por exemplo, pódese crear unha simple plancha rectangular que o ser sumerxida en auga se transforme nunha caixa, ou pódense crear cañerías plásticas “programadas” para expandirse en función do caudal de auga ao repararse a sí mesmas si se rompen.Os materiais expansibles non son algo de todo novo,sempre se conoceu a existencia de materiais que cambian en función das condicións ambientais que o rodean como temperatura, presión ou humidade.
    A impresión 4D como nombra no artigo pode ser un método revolucionario que cambie a forma en que se conciben dende as obras máis importantes de arquitectura e inxienería ata as máis pequenas e cotidianas necesidades domésticas.

  16. faa-miguelotero di:

    A idea da impresión 4D, é dar un paso máis na fabricación 3D coa manipulación dos materiais da escala micro e nanométrica, con materiais sintéticos, e construír obxectos con compostos biomiméticos que simplemente reprogramen a súa forma, as súas propiedades ou a función demandada para adaptarse ao entorno, en base a uns estímulos externos. Con á actual precisión en tres dimensións dos materiais xerarquicamente estruturados, xunto coa capacidade de sintetizar compoñentes estímulo-adaptativos e aposibilidade de predicir o comportamento evolutivo do sistema no tempo, espérase sentar as bases do novo campo das impresións 4D.

  17. fab-miguelpineiro di:

    As impresións en 4D son un novo concepto de impresión que consiste na posibilidade de imprimir obxectos en tres dimensións, para que estes a continuación evolucionen por si mesmos.
    Esta e una tecnoloxía que chega no momento xusto, no que as impresoras 3D de uso doméstico están sendo cada vez máis accesibles para calquer consumidor.
    A innovadora e moderna impresión 4D podería permitirnos no futuro,facer moitas cousas que parecen surrealistas, como por exemplo, construír nano-robots que puidesen ser capaz de automodelarse, e a continuación ser utilizado para transportar fármacos antitumorais contra as células malignas de pacientes afectados por cancro.

  18. faa-manuelvilas di:

    A impresión en 4D basearase moito nos modelos de 3D que xa existen, pero o que se intentará lograr é manipular os materiais en niveis micro para a longo prazo, modificar nos macro. Esta investigación ten obxectivos a futuro e non é probable que se vexan avances pronto, pois a idea acábase de concibir.Os obxectos que resultarían poderían ser cousas como formas de camuflaje que cambien a súa cor e textura con cada lugar no que están ou algunha tea que modifique a súa función dependendo do clima. O punto destes materiais non é que cambien de forma e xa; trátase de que se adapten e reprogramen en automático as súas funcións e propiedades.

  19. faa-ariadnavazquez di:

    Podemos dicir que o proxecto da impresora 4D partiu dunha impresora 3D. A impresión en 3D ou a fabricación de aditivo é un proceso de facer tres obxectos sólidos tridimensionais a partir dun arquivo dixital. A creación dun obxecto imprimido en 3D lógrase mediante procesos aditivos. Nun proceso aditivo un obxecto é creado polo que se establecen as sucesivas capas de material ata que crea o obxecto enteiro. Cada unha destas capas pode ser vistoacomo unha sección transversal horizontal.
    Todo comeza coa fabricación dun deseño virtual do obxecto que desexa crear. Este deseño virtual faise nun CAD arquivo usando un programa de modelado 3D (para a creación dun novo obxecto) ou co uso dun escáner 3D (para copiar un obxecto existente). Este escáner fai unha copia dixital en 3D dun obxecto e pono nun programa de modelado 3D. Posteriormente, unha impresora 3D procede a crear ese obxecto.