Los investigadores del laboratorio de Materiales de Celulosa y Madera de Empa, en Dübendorf (Suiza), han desarrollado un material a base de celulosa que permite imprimir sensores y pantallas biodegradables en 3D. Esto es posible gracias a la mezcla de hidroxipropilcelulosa con agua, nanotubos de carbono y nanofibrillas de celulosa, que cambia de color cuando se calienta o estira, sin la adición de ningún pigmento.
Los investigadores comenzaron con hidroxipropilcelulosa (HPC), que se usa comúnmente como excipiente en productos farmacéuticos, cosméticos y alimenticios, entre otras cosas. Cuando se mezcla con agua, se sabe que HPC forma cristales líquidos. Estos cristales tienen una propiedad notable, dependiendo de su estructura brillan en diferentes colores, aunque ellos mismos no tienen color ni pigmento. Este fenómeno se llama coloración estructural y se sabe que ocurre en la naturaleza.
La coloración estructural de HPC cambia no solo con la concentración sino también con la temperatura. Para explotar mejor esta propiedad, los investigadores agregaron 0,1% en peso de nanotubos de carbono a la mezcla de HPC y agua. Esto hace que el líquido sea eléctricamente conductor y permite controlar la temperatura y, por lo tanto, el color de los cristales líquidos aplicando un voltaje.
Impresión 3D
Asimismo, los investigadores incorporaron una pequeña cantidad de nanofibras de celulosa en la mezcla, pudiendo hacerla imprimible en 3D sin afectar a la coloración estructural y a la conductividad eléctrica.
Los investigadores utilizaron la nueva mezcla de celulosa para imprimir en 3D varias aplicaciones potenciales de la nueva tecnología. Estos incluían un sensor de tensión que cambia de color en respuesta a la deformación mecánica y una pantalla simple de siete segmentos.
En el futuro, la tinta a base de celulosa podría tener muchas más aplicaciones, como sensores de temperatura y tensión, en el control de calidad de los alimentos o en el diagnóstico biomédico.