Considere la gama de posibilidades de los materiales impresos en 4-D que se transforman bajo el agua, o fibras que se rompen en una forma particular cuando se cortan de un panel plano, o persuadir a las arenas movedizas del océano para que construyan islas artificiales, y tendrá una idea de la amplitud de la investigación que Skylar Tibbits, Profesor asociado de investigación de diseño del MIT en el Departamento de Arquitectura, persigue.

El laboratorio de autoensamblaje de Tibbits en el MIT demostró:a través de estudios en un tanque de agua que simulan las condiciones del océano, que geometrías específicas podrían generar playas y bancos de arena autoorganizados. Para probar este enfoque en el mundo real, el laboratorio está llevando a cabo experimentos de campo basados ​​en su trabajo de laboratorio con un grupo llamado Invena en las Maldivas, una cadena de islas, o atolones, en el Océano Índico, muchos de los cuales están en riesgo de erosión y, lo peor, inmersión por el aumento del nivel del mar.

El viento y las olas acumulan de forma natural barras de arena en el entorno oceánico y las barren con la misma naturalidad. La idea del proyecto Maldivas es aprovechar el poder de las olas y su interacción con vejigas submarinas colocadas específicamente para promover la acumulación de arena donde más se necesita para proteger los frentes costeros de las inundaciones. en lugar de construir barreras terrestres que inevitablemente se desgastan o superan.

La arena por sí sola no puede garantizar la permanencia de estas islas "dirigidas", por lo que el laboratorio de autoensamblaje espera incorporar la vegetación en esfuerzos futuros, basándose en motivos clásicos de la ingeniería del paisaje como los manglares que anclan un ecosistema. "En las vejigas bajo el agua, podrías sembrarlos con vegetación para que se queden, Tibbits dijo en una presentación en la Conferencia de Investigación y Desarrollo del Programa de Enlace Industrial del MIT el 13 de noviembre.

Tibbits también habló sobre sus colaboraciones en "impresión 4-D, "objetos que están formados por impresión 3D de varios materiales pero diseñados para transformarse con el tiempo, si esa transformación es activada por estrés mecánico, absorción de agua, exposición a la luz, o algún otro mecanismo. Un método para crear materiales adaptables es emparejar dos materiales diferentes que se expanden o contraen a ritmos diferentes. En colaboración con Stratasys y Autodesk, diseñó una sola hebra de material que, tan pronto como se sumerja en agua, se pliega en las letras M — I — T.

Trabajando con BMW, el laboratorio de autoensamblaje diseñó grupos de almohadillas de silicona que están impresas en 3D en líquido y se pueden inflar celda por celda, cambiando así su forma general, rigidez, o movimiento. Este material podría ser la base para un asiento más cómodo que se adapte a los pasajeros individuales.

El Laboratorio de Autoensamblaje está llevando a cabo una investigación textil activa en colaboración con el Ministerio de Abastecimiento, la empresa especializada en extrusión de fibras Hills Inc., la Universidad de Maine, y la Universidad Estatal de Iowa. Hasta aquí, el grupo ha producido hilos de suéter que se pueden calentar para adaptarse a la forma del cuerpo de un usuario individual, con el objetivo a largo plazo de producir textiles adaptados al clima. Este trabajo está financiado en parte por Advanced Functional Fabrics of America, y esa parte de la investigación se administra a través del Laboratorio de Investigación de Materiales.

El laboratorio de autoensamblaje también desarrolló un método para imprimir metal líquido en 3-D en polvo que crea piezas completamente formadas que se pueden extraer del polvo. Las piezas están hechas de un material que se puede volver a fundir para formar piezas nuevas.

Utilizando materiales a base de carbono en un proyecto para Airbus, El laboratorio de autoensamblaje desarrolló hojas delgadas que se pueden plegar y curvar por sí mismas para controlar el flujo de aire al motor. El trabajo de carbón "programable" se llevó a cabo con Carbitex LLC, Autodesk, y el Centro de bits y átomos del MIT.

Para un proyecto de silla con Biesse y Wood-Skin, el Self-Assembly Lab diseñó una pequeña mesa que combina paneles de fibra de madera impresos en 3D y textiles pretensados. La mesa se puede enviar plana, luego salte a varios arreglos diferentes debido a la flexibilidad del textil.

Al imprimir en 3D un material más rígido en un patrón circular sobre una malla plana, por ejemplo, los investigadores demostraron que cortar el círculo del plano hace que adopte una forma de parábola hiperbólica. Los investigadores incluyen al profesor de ciencias de la computación del MIT, Erik Demaine; Christophe Guberan, un diseñador de productos visitante de Suiza; y David Costanza MA '13, SM '15.

Tibbits trabajó con Steelcase para desarrollar un proceso para la impresión 3D de plástico en líquido para piezas de muebles, llamada impresión líquida rápida. Este proceso imprime dentro de un baño de gel para brindar soporte a las piezas impresas y minimizar el efecto de la gravedad. Con esta técnica de impresión, pueden imprimir piezas a escala centímetro a metro en minutos u horas con una gama de materiales industriales de alta calidad como caucho de silicona, poliuretano, y acrílicos.

El tema común en todos estos proyectos diferentes es la creencia de Tibbits de que el futuro de la producción industrial radica en el poder transformador de aprovechar la tecnología inteligente, materiales programables. "Queremos pensar en lo que vendrá después y ver si realmente podemos liderar eso, "Tibbits dice.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.