Materiales capaces de responder a estímulos externos de forma reversible y controlada, de variar sus propiedades ante estímulos físicos o químicos, tal y como lo hacen los sistemas biológicos. Así serán los materiales inteligentes en un futuro no muy lejano. Para poder diseñarlos un grupo de investigación en Mecánica Computacional y Computación Científica (MC3) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) está desarrollando herramientas computacionales para simular y diseñar los nuevos dispositivos que posibilitarán estos materiales activos y multifuncionales.
“Podríamos decir que la impresión 3D es el presente y la impresión 4D es el futuro, aunque ambas tecnologías son complementarias. La 3D es una parte fundamental de la 4D, permite imprimir estructuras con la capacidad de autoensamblarse o transformarse en el tiempo en presencia de estímulos externos como calor, humedad, campos eléctricos o magnéticos”, explica el profesor Jesús Martínez-Frutos, responsable del proyecto Diseño y Control Óptimo de la nueva generación de materiales activos (Dicopma).
Esto supone un nuevo paradigma en la fabricación de nuevas tecnologías en sectores estratégicos como la nanorobótica en biomedicina. “A diferencia de la impresión 3D, la 4D es una tecnología que aún está en fase de investigación (cuenta con apenas seis años de vida) pero con un potencial enorme para transformar el futuro”, precisa Martínez-Frutos.
El proyecto está financiado por la Fundación Séneca, que eligió esta iniciativa y otras 15 de la UPCT en su última convocatoria. En el proyecto encabezado por la UPCT participan investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha, del Centro de Matemática Aplicada de L’Ecole Polytechnique de París y del centro Zienkiewitz de la Universidad de Swansea (Reino Unido).
“De esta forma, sería posible fabricar desde un ala de un avión que se transforma según las condiciones aerodinámicas para disminuir la resistencia del aire, hasta un 'stent' coronario (un pequeño tubo de malla de metal que se expande dentro de una arteria del corazón) que se autoensamble activado por la temperatura. Esta nueva técnica de impresión supone un nuevo paradigma que altera completamente la forma en la producimos materiales actualmente”, agrega el investigador.
Para lograr estos desarrollos, los ingenieros requieren de un laboratorio virtual con herramientas de diseño asistido por ordenador, como los que está desarrollando el proyecto Dicopma, para “la simulación, optimización y control” automatizados para la generación de estos materiales.
