Stampa 3D a base di sale per manufatti leggeri e porosi da impiegare nel medicale e Spazio
Presso l'ETH di Zurigo due scienziati dei materiali hanno sviluppato un processo di stampa 3D rivoluzionario a base di sale
La stampa 3D a base di sale si candida come soluzione ideale per realizzare stampi di strutture complesse, i cui manufatti finali in leghe avanzate godrebbero di grande leggerezza e anche di un alto livello di porosità. È una svolta frutto del lavoro di due scienziate dei materiali dell’ETH di Zurigo, Nicole Kleger e Simona Fehlmann. Una delle aree di applicazione più strategiche potrebbe essere quella medicale: si pensi ad esempio agli impianti ossei.
Kleger e Fehlmann hanno spiegato in un recente articolo pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Materials che tradizionalmente avrebbero impiegato una classica stampante a estrusione con micro-ugelli e attuato la posa di sottili filamenti di pasta salina, adottando con uno schema a griglia. L’intento però era di ottenere un risultato superiore e quindi hanno usato un dispositivo stereolitografico e un inchiostro a base di particelle di sale.
In pratica mescolando l’inchiostro con molecole semplici hanno ottenuto una sensibilità alla luce che ha consentito una combinazione di materiali capace di fornire polimeri duri. E così è stato possibile creare stampi complessi, definiti e adeguatamente resistenti. Riempendo poi con magnesio, oppure alluminio, plastica o stendendo materiale composito di carbonio hanno ottenuto oggetti ad alta definizione e con superficie porosa da 0,1 millimetri – contro i classici 0,5 mm.
“Vogliamo scoprire se il processo può superare il test di utilizzo nel mondo reale“, ha sottolineato Kleger. E infatti in seno alla Pioneer Fellowship iniziata a luglio, per i prossimi 12 mesi il team tenterà di commercializzare la tecnologia. Il primo settore sarà quello degli impianti mascellari. “Se si perde un dente, la mascella sottostante degenera molto rapidamente“, spiega Kleger. In alcuni casi prima di inserire un impianto dentale è necessario ricostruire l’osso. Attualmente gli specialisti impiegano osso artificiale oppure materiale osseo prelevato dall’anca, ma ciò richiede un secondo sito chirurgico. L’alternativa è quella di impianti ossei personalizzati realizzati con leghe di magnesio, in cui le cellule che formano l’osso possono migrare.
Un’altra opzione è quella di produrre scaffold tridimensionali per colture cellulari, dato che normalmente le cellule non si comportano allo stesso modo nello spazio 3D come su un piano 2D. Altra opzione ancora è quella dei viaggi spaziali. “Nelle missioni spaziali, il peso è denaro“, ricorda Kleger. E quindi si potrebbe usare la loro tecnologia per creare componenti in metallo ancora più leggeri.
L’unica certezza è che questo non sarà mai un metodo produttivo di massa, bensì una soluzione personalizzata per manufatti ad alte prestazioni. Il nome della startup comunque c’è già: si chiameranno Sallea, un portmanteau di “lisciviazione del sale” – appunto separazione del sale dal manufatto finale.