Al Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) hanno sviluppato un nuovo bioinchiostro a base di alghe per la stampa 3D.
Si chiama ArtSea Ink è un materiale biodegradabile ed è costituito in gran parte da alginato, un polimero naturale che si trova tipicamente nelle alghe brune. L’alginato è biocompatibile, poco costoso e può essere utilizzato per formare un gel stabile senza calore, il che significa che può essere estruso a basse temperature per formare strutture 3D.
Per dare vita alla loro creazione, il team PNNL ha anche integrato polveri di pigmenti di mica fine nella formulazione, ottenendo una serie di inchiostri colorati e vibranti adatti alle applicazioni artistiche.
Quando sentiamo il termine “stampa 3D”, potremmo immaginare alcuni dei casi d’uso più industriali della tecnologia: un complesso ugello per razzi in titanio o un dispositivo in acciaio per utensili per una linea di produzione automobilistica. Di recente, tuttavia, anche il mondo dell’arte moderna ha iniziato ad abbracciare la produzione additiva come mezzo creativo, grazie alla libertà progettuale intrinseca che garantisce.
In questo momento, la maggior parte dell’arte stampata in 3D si basa molto su materiali a base di polimeri poiché questi sono già pronti in un’ampia varietà di colori a prezzi bassi. Sfortunatamente, i materiali a base di polimeri tendono a richiedere temperature elevate per la fusione e la fusione/estrusione. Questa limitazione del calore costringe gli artisti a scegliere tra i sistemi FDM o SLS per lavorare con i loro supporti polimerici.
Se un artista volesse optare per un processo come la scrittura a inchiostro diretto o anche un sistema personalizzato basato sull’estrusione senza elemento riscaldante integrato, richiederebbe effettivamente un materiale a bassa temperatura personalizzato per il lavoro. È qui che entrano in gioco i polimeri di origine biologica.
L’alginato è stato precedentemente esplorato come un bioinchiostro accessibile, poiché il composto forma una gomma viscosa se miscelato con solo acqua. Questa gomma può essere trasformata in un idrogel robusto e stampabile quando reticolata con ioni calcio. A differenza dei polimeri derivati dal petrolio, tuttavia, l’alginato è disponibile solo in un’offerta incolore, quindi il team PNNL ha dovuto integrare i colori manualmente utilizzando polveri di mica.
Nello specifico, i ricercatori hanno preparato otto diverse soluzioni di alginato all’8% in acqua e vi hanno aggiunto otto diversi colori di pigmenti di mica. Hanno anche scoperto che potevano controllare da vicino la consistenza degli inchiostri variando la quantità di reticolante cloruro di calcio.
Per testare i bioink ArtSea di nuova formulazione, il team ha quindi stampato in 3D una lucciola fosforescente e un modello anatomico blu brillante del cervello umano.
Sebbene l’arte stampata in 3D fosse stabile solo per un paio di settimane (se conservata in una soluzione di cloruro di calcio), il team ritiene che questo sia un vantaggio in quanto significa che il materiale si biodegraderà rapidamente quando viene scartato. I polimeri convenzionali, d’altra parte, possono rimanere nelle discariche per secoli.
Ulteriori dettagli dello studio possono essere trovati nel documento intitolato ‘ Pearlescent Mica-Doped Alginate as a Stable, Vibrant Medium for Two-Dimensional and Three-Dimensional Art ‘. È co-autore di Anne Arnold, Zachary Kennedy, et al.
