Da qui, di David Rotman: http://www.technologyreview.com/lists/technologies/2014/

Come ogni anno il MIT – Massachusetts Institute of Technology – prepara una lista di  10 “tecnologie” che devono essere considerate vere e proprie pietre miliari per l’evoluzione scientifica. Tali innovazioni modificheranno la nostra vita nei prossimi anni.

Tra le 10 tecnologie censite nel 2014 compare la “Stampa in 3D su microscala” [Microscale 3-D Printing].
Inchiostri fatti da diversi tipi di materiale [già oggi si possono usare plastiche diversi, metalli, materiali conducenti/isolanti], posizionati nello spazio con precisione sempre maggiore, espanderanno enormemente il tipo di oggetti realizzabili.

Esempio da fantascienza: stampa in 3D multimateriale di tessuto biologico struttura interna di vasi sanguigni. [eppure tra qualche tempo lo avremo, stampato direttamente in ospedale on-demand.]

Alcuni degli scienziati, più all’avanguardia, coinvolti [e citati dal MIT]:

  • Jennifer Lewis, Harvard University
  • Michael McAlpine, Princeton University
  • Keith Martin, University of Cambridge

Il set di materiali attualmente utilizzabili dalle stampanti 3D è uno dei fronti di maggiore sperimentazione. Ad oggi si usano vari tipi di plastica e alcuni metalli.

Cosa potrebbe accadere se le stampanti 3D potessere usare materiali diversi, come cellule viventi o materiali per semiconduttori trattandoli come “inchiostri” da posizionare nello spazio con sempre maggior precisione?

Jennifer Lewis, scienziata dei materiali presso l’Università di Harvard, sta sviluppando la chimica e le macchine per rendere questo possibile. Stampa oggetti con forme sempre più complesse, aggiungendo i materiali che le servono per le loro proprietà meccaniche, di conducibilità elettrica, o per proprietà ottiche.

Lewis afferma “integrazione tra forma e funzione, questo è il prossimo grande step della stampa in 3D:”.

Qui un esempio di un campione realizzato mescolando 4 inchiostri diversi.

Stampa in 3D a micro scala

Stampa in 3D a micro scala (multimateriale)

Un gruppo dell’Università di Princeton ha stampato un orecchio bionico, unendo in un unico oggetto tessuti biologici ed elettronica. Un team di ricercatori dell’Università di Cambridge ha stampato le cellule della retina per formare del tessuto oculare

Nel 2013, Lewis e i suoi studenti hanno stampato gli elettrodi microscopici e gli altri componenti necessari per piccole batterie agli ioni di litio. Un altro progetto è la stampa di sensori che gli atleti coinvolti in eventi sportivi, potrebbero indossare per individuare commozioni cerebrali e misurare gli impatti violenti.

Il gruppo di Lewis ha stampatodel tessuto biologico comprendente una complessa rete di vasi sanguigni . I ricercatori hanno dovuto usare inchiostri su vari tipi di cellule e materiali che formano la matrice del tessuto. Uno step per arrivare alla creazione di organi artificiali.

Guanto in elastomero flessbile stampato in 3D

Jennifer Lewis e un guanto in elastomero flessbile stampato in 3D

Il suo gruppo ha una stampante 3D che può riprodurre strutture con la precisione di un micron (un globulo rosso umano è di circa 10 micrometri di diametro). Un’altra stampante usa ugelli di stampa capaci di stampare contemporaneamente con inchiostri multipli ed un volume di stampa di oltre un metro.

Il principale segreto di queste tecniche e risultati sta negli inchiostri con proprietà che permettono loro di essere stampati durante lo stesso processo di fabbricazione: ogni inchiostro è un materiale diverso, ma tutti possono essere stampati a temperatura ambiente. I vari tipi di materiali presentano esigenze diverse: le cellule, per esempio, sono delicate e facilmente danneggiabili quando passano attraverso l’ugello di stampa.

Stampante 3D sperimentale: 1 micrson di risoluzione, oltre 1 metro di area di stampa

Stampante 3D sperimentale: 1 micron di risoluzione, oltre 1 metro di area di stampa

Prima di venire a Harvard, Lewis aveva trascorso più di un decennio lo sviluppo di tecniche di stampa 3D utilizzando ceramica, nanoparticelle metalliche, polimeri e altri materiali non biologici. Ora la stampa di vasi sanguigni è stato un passo incoraggiante verso i primi tessuti artificiali capaci di complesse funzioni biologiche presenti negli organi.

Lavorare con le cellule risulta essere “molto complesso”, dice. “E c’è molto di più che dobbiamo fare prima di poter stampare un fegato perfettamente funzionante o renali. Ma abbiamo fatto il primo passo.”

Nuove sfide, nuovi problemi, nuove soluzioni, nuove idee, nuovi lavori, nuove opportunità!