Harvard desarrolla impresión 3D para músculos artificiales programables

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard y del Instituto Wyss lograron diseñar una técnica de impresión 3D que imita estructuras naturales para crear músculos artificiales. Inspirados en formas espirales presentes en la naturaleza, como vides y trompas de elefante, lograron que materiales sintéticos blandos realicen movimientos complejos, incluyendo doblarse, retorcerse y contraerse, en respuesta a estímulos térmicos.

La innovación principal radica en la técnica de impresión 3D rotacional multimaterial, que difiere de los métodos lineales tradicionales. Con una boquilla giratoria, esta tecnología permite extruir y combinar dos tipos de materiales: uno activo, un elastómero de cristal líquido (LCE), que se contrae al calentar, y otro pasivo, un elastómero blando que permanece inalterado. La estructura interna helicoidal que se genera durante la extrusión es clave, ya que el patrón espiralado se asemeja a tejidos biológicos.

Al aplicar calor, el elastómero de cristal líquido se contrae, generando tensión contra el elastómero pasivo, lo que provoca movimientos como curvatura o torsión, sin ensamblajes mecánicos adicionales. La velocidad de rotación de la boquilla durante la impresión determina la forma final del filamento activado, permitiendo programar respuestas personalizadas para cada aplicación.

Este avance abre nuevas posibilidades en robótica blanda y dispositivos biomédicos, ya que los filamentos helicoidales pueden usarse para crear estructuras complejas y funcionales, como filtros que reaccionan a la temperatura o pinzas que sujetan objetos. La arquitectura programable permite que simples filamentos se conviertan en dispositivos sofisticados, con movimientos específicos según la disposición del elastómero activo.

El estudio, publicado en PNAS, destaca cómo la colaboración entre expertos en mecánica y alineación molecular validó el comportamiento de estos materiales mediante técnicas avanzadas, como dispersión de rayos X, y demuestra su potencial para aplicaciones en robótica y medicina.