Ese destello de oro siempre ha capturado nuestros ojos, pero ahora el metal precioso tiene un nuevo uso:encontrar defectos en la impresión 3D.
Los investigadores de Vanderbilt han desarrollado una técnica para que el oro realmente "brille" dentro de las piezas impresas en 3D para resaltar cualquier problema.
"Esta es una de las primeras aplicaciones que utilizan oro para la detección de defectos. Podemos inspeccionar y detectar defectos que no son visibles a simple vista, utilizando las propiedades ópticas de las nanopartículas de oro incrustadas, "dijo Cole Brubaker, estudiante de posgrado en ingeniería civil, y autor principal del estudio. "Ese es un paso muy crítico:poder decir 'Tenemos un defecto. Está aquí'".
El equipo de investigación utilizó partículas de oro súper pequeñas, que en realidad se muestra como un color granate intenso. Las nanopartículas son aproximadamente 100, 000 veces más delgado que un cabello humano, pero podrían resolver un problema importante en la fabricación.
"Los materiales impresos en 3-D son cada vez más comunes en nuestra vida cotidiana, desde bienes de consumo y productos hasta incluso demostraciones de automóviles y hogares impresos en 3D, "dijo Kane Jennings, catedrático y profesor de ingeniería química y biomolecular, y coautor del artículo. "Pero puede haber problemas en el procesamiento de materiales impresos en 3-D. Pueden ocurrir pequeños defectos o capas de impresión faltantes. Estos defectos pueden comprometer y debilitar la integridad estructural de los productos impresos en 3D, causando fallas ".
Los investigadores decidieron intentar incrustar oro dentro del material de impresión para ver si podría ayudar a identificar esos defectos.
"Es similar al oro de tu anillo, pero tiene propiedades ópticas únicas que no se degradan con el tiempo, "Dijo Brubaker.
El innovador proceso consiste en mezclar las nanopartículas de oro con un polímero plástico disuelto, dispersándolo por todo el medio. Cuando se seca y se endurece, el plástico se extruye o se prensa en filamentos de polímero llenos de nanopartículas de oro, o tubo delgado, que luego se puede utilizar en impresoras 3D estándar.
Después de que se imprime una pieza, entra en un espectrofotómetro UV-Vis especial para inspeccionar si hay defectos.
"Estamos utilizando las propiedades de absorbancia de las nanopartículas de oro incrustadas, "Dijo Brubaker." Simplemente escanea la luz a través de la superficie de la muestra y observa dónde disminuye la absorbancia en el interior, señalando un defecto en ese material. Se puede encontrar un defecto con una sola medición no destructiva. Es muy rapido. Solo toma unos segundos. No tenemos que depender de grandes sistemas de detección que tienen sensores colocados por toda la pieza ".
El equipo interdisciplinario estuvo integrado por investigadores de los departamentos de ingeniería civil y ambiental, Ingeniería y química química y biomolecular, junto con la ayuda de un estudiante de pregrado que estudia en Fisk University en Nashville. La investigación fue financiada por la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. Las patentes sobre la tecnología están pendientes y los resultados de la investigación se han publicado en Nano materiales aplicados por ACS .
"Hay tremendas posibilidades de lo que podemos hacer con esta tecnología, ", Dijo Jennings." Hemos demostrado que las piezas impresas en 3-D pueden ser autoinformadas. Autoinforman defectos. Ahora estamos considerando la posibilidad de hacer aún más con estos materiales inteligentes ".
"Lo que realmente me entusiasma es la amplia gama de aplicaciones para las que podemos usar esta tecnología, ", dijo Brubaker." Acabamos de arañar la superficie ".
