Los materiales que cambian sus propiedades en respuesta a diferentes desencadenantes ambientales prometen todo tipo de versatilidad para todo tipo de aplicaciones, y un equipo internacional de científicos acaba de presentar una particularmente inventiva. Con la capacidad de endurecerse bajo cierto tipo de luz y volverse blando en la oscuridad, el nuevo material es especialmente prometedor para el mundo de la impresión en 3D, en el que podría utilizarse como soporte temporal para estructuras complejas que se desvanecen cuando el trabajo está terminado.

El nuevo material es obra de científicos de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT) de Australia, la Universidad de Gante de Bélgica y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe de Alemania, y consiste en una estructura de polímero que puede cambiar su estructura en respuesta a la luz y luego volver a la normalidad.

La clave de sus propiedades cambiantes son los compuestos químicos baratos que el equipo ha trabajado en el material. Entre ellas se encuentran las moléculas de acoplamiento llamadas triazolinedionas y un ingrediente común en el repelente de polillas llamado naftaleno.

Juntos, estos permiten que el material permanezca sólido y firme mientras esté expuesto a la luz verde del LED. Pero cuando los investigadores apagan la luz y el material se deja en la oscuridad por un tiempo, estos enlaces químicos comienzan a romperse y hacen que se convierta en un lío suave y escurridizo. Al volver a encender la luz, ésta se endurece de nuevo.

Además, atenuar la luz en lugar de apagarla les permitió ajustar las propiedades mecánicas del material a algún punto intermedio. Estas capacidades son únicas cuando se trata de materiales, dicen los investigadores, y van en contra del entendimiento común actual de la química.

«Típicamente, se usan diferentes longitudes de onda de luz o calor adicional o químicos fuertes para romper las cadenas de moléculas de polímeros que forman una estructura de red», señalan los investigadores. «Sin embargo, en este caso, utilizamos luz LED verde para estabilizar la red. El detonante para romper la red, hacerla colapsar y fluir es en realidad el más suave de todos: la oscuridad. Vuelve a encender la luz y el material vuelve a endurecerse y conserva su resistencia y estabilidad».

El equipo llama a su nueva estructura un «material dinámico estabilizado con luz», y espera que pueda dar lugar a una nueva clase de materiales que respondan a la luz de manera novedosa y útil. Se trata de aplicaciones atractivas en la impresión en 3D, donde la creación de estructuras como puentes o escaleras con características sobresalientes es intrínsecamente delicada, ya que la impresión en 3D normalmente funciona construyendo una capa sobre otra desde el suelo.

«Lo que se necesita para imprimir en 3D algo así como un puente es un andamio de soporte, una segunda tinta que proporciona ese andamio durante la impresión del diseño, pero que luego se puede quitar cuando ya no se necesita», dice el profesor Christopher Barner-Kowollik, químico macromolecular de QUT. «Con una tinta dinámica estabilizada a la luz que se usa como andamio, se puede imprimir en 3D bajo la luz, y luego apagar la luz para dejar que la tinta del andamio fluya.»