La impresión 3D funciona en microgravedad, un impulso clave para la colonización espacial

Una nueva investigación ha comprobado que la impresión 3D funciona en microgravedad, lo que permitirá fabricar materiales y equipos en el espacio y reducir la dependencia de suministros desde la Tierra cuando visitemos otros planetas.

La impresión 3D es una tecnología que permite crear objetos tridimensionales a partir de un modelo digital, depositando capas sucesivas de material. Esta tecnología tiene múltiples aplicaciones en diversos campos, como la medicina, la arquitectura, la educación o el arte.

Dos estudiantes cataríes crean una zanahoria impresa en 3D

Pero también podría ser una herramienta esencial para la exploración y la habitación del espacio exterior, según una investigación realizada por estudiantes y profesores de la Universidad de West Virginia (WVU).

Microgravedad

La investigación, publicada en la revista ACS Applied Materials and Interfaces, se centra en cómo funciona la impresión 3D en un entorno de microgravedad, es decir, con muy poca o ninguna fuerza gravitatoria.

Este entorno se da en las naves espaciales, la Luna o Marte, lugares donde sería necesario fabricar materiales y equipos in situ, en lugar de transportarlos desde la Tierra. Los miembros del equipo de investigación de microgravedad de la WVU creen que la impresión 3D es la forma de hacerlo posible.

Los experimentos del equipo se enfocaron en cómo la microgravedad afecta la impresión 3D usando espuma de dióxido de titanio, un material que, según esta investigación. tendría también potenciales aplicaciones que van desde el bloqueo de la radiación ultravioleta hasta la purificación del agua.

A bordo de un avión

El experimento se realizó usando un avión Boeing 727 modificado para simular condiciones de microgravedad.

El avión realizaba vuelos parabólicos, es decir, subía y bajaba en forma de arco, creando periodos de 20 segundos de ingravidez en el punto más alto de cada parábola.

Durante esos periodos, los estudiantes imprimían líneas de espuma de dióxido de titanio sobre placas de vidrio, usando una impresora 3D diseñada especialmente para operar en poca o ninguna gravedad.

Luego, comparaban las formas y las propiedades de las líneas impresas con las de las líneas impresas en condiciones normales de gravedad en el laboratorio.

¡Funciona!

Los resultados mostraron que la microgravedad afectaba la forma y la distribución de la espuma de dióxido de titanio al salir del cabezal de la impresora 3D.

En concreto, se observó que la espuma era más redonda y gruesa en microgravedad que en gravedad normal, lo que se atribuyó a la menor influencia de la tensión superficial y la gravedad en la formación de las gotas de espuma.

Además, se encontró que la espuma impresa en microgravedad tenía una mayor porosidad y una menor densidad que la impresa en gravedad normal, lo que podría mejorar sus propiedades como material de bloqueo UV y de purificación de agua.

Colonización espacial

Este estudio tiene varias implicaciones para la colonización espacial. Por un lado, demuestra que la impresión 3D es una tecnología viable y eficiente para fabricar materiales y equipos en el espacio, reduciendo la dependencia de los suministros desde la Tierra y optimizando el uso de los recursos disponibles.

Por otro lado, sugiere que la espuma de dióxido de titanio es un material adecuado para proteger a los astronautas y a las naves espaciales de la radiación UV, que es más intensa y dañina en el espacio que en la atmósfera terrestre.

Además, indica que la espuma de dióxido de titanio podría servir para purificar el agua en el espacio, lo que es esencial para la supervivencia y la salud de los seres humanos en entornos extraterrestres.

Referencia

Direct Writing of a Titania Foam in Microgravity for Photocatalytic Applications. G. Jacob Cordonier et al. Cite this: ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 40, 47745–47753. DOI:https://doi.org/10.1021/acsami.3c09658