Studio scientifico chiave: Hybrid epoxy–acrylate resins for wavelength-selective multimaterial 3D printing, Nature Materials, pubblicato 30 giugno 2025.
Il problema
Replicare in stampa 3D strutture “biologiche” che alternano materiali rigidi (ossa) e morbidi (tessuti) nello stesso oggetto è difficile: differenze di chimica, ritiro, adesione e stress interfaccia portano a delaminazioni o punti deboli. Il gruppo della University of Texas (UT) propone un sistema di resine ibride epoxi-acrilate e un metodo di fotopolimerizzazione selettiva per lunghezza d’onda che consente di generare domini con rigidità differenti in un’unica vasca.
Concetto chimico
Il monomero ibrido combina funzionalità epossidiche e acriliche sulla stessa spina dorsale molecolare; ciò favorisce compatibilità chimica tra domini che, una volta reticolati sotto regimi energetici diversi (violetto a bassa energia vs UV più energico), producono regioni meno reticolate e flessibili oppure fortemente reticolate e rigide. Condividendo la base molecolare, l’interfaccia tra zone resta coesa, riducendo punti di frattura.
Implementazione DLP multicolore
Usando proiezioni duali (differenti lunghezze d’onda) in un sistema Digital Light Processing (DLP), i ricercatori ottengono pattern selettivi di cure duro/morbido all’interno della stessa build. Hanno stampato metamateriali meccanici, molle rigide inglobate in cilindri morbidi e un modello di ginocchio con zone che simulano ossa/legamenti per dimostrare movimento regolare attraverso transizioni di rigidità.
Dimostrazione dispositivi
Lo studio mostra anche un dispositivo elettronico stretchable in cui regioni morbide permettono allungamento selettivo mentre parti rigide proteggono componenti sensibili. Questo dimostra il potenziale per wearables medicali o elettronica flessibile.
Dichiarazioni del team
La prima autrice Ji-Won Kim sottolinea l’obiettivo di un processo “monostadio” per produrre sistemi multimateriale senza cicli multipli di stampa e assemblaggio. La citazione proviene da un’intervista riportata dal quotidiano universitario The Daily Texan, evidenziata nel pezzo di 3D-grenzenlos.
Potenziali applicazioni
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Protesi e modelli chirurgici con risposta tattile realistica.
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Robotica morbida con regioni strutturali integrate.
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Elettronica flessibile protetta da involucri rigidi localizzati.
Queste linee applicative emergono sia dalla discussione dell’articolo divulgativo sia dagli esempi di prova concettuale nel paper scientifico.
