Los científicos coreanos vuelven a hacerlo: crean una impresora 4D que utiliza residuos de azufre para construir robots

Una investigación liderada por científicos coreanos ha logrado presentar la primera impresora 4D que utiliza residuos de azufre para crear estructuras inteligentes. El equipo, compuesto por expertos del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT, por sus siglas en inglés), la Universidad de Hanyang y la Universidad de Sejong, ha diseñado un sistema de fabricación de robots blandos capaces de reaccionar a estímulos externos.

Se trata de unos polímeros de azufre con una red interna modificada que permite su extrusión en caliente, superando las limitaciones de fluidez que castigaban a estos materiales en el pasado. Este avance da, además, una solución circular para los excedentes de este elemento, un subproducto masivo de la industria del refinamiento de petróleo que genera millones de toneladas anuales.

La tecnología coreana que transforma residuos de azufre en robots

Según los datos del estudio científico publicado en la revista científica Advanced Materials, la respuesta a la necesidad de materiales sostenibles llega mediante el uso de residuos de azufre procesados como polímeros de alta funcionalidad.

Para esto, un grupo de científicos coreanos ha desarrollado una impresora 4D capaz de dar forma a objetos que no solo poseen tres dimensiones físicas, ya que suman el tiempo como cuarta dimensión al cambiar su configuración ante el calor o la luz.

El proceso de impresión se basa en una estrategia de circuito cerrado. Los materiales utilizados, denominados redes de polisulfuro de fenileno (PSN), presentan un comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento. Esta propiedad física, facilitada por enlaces dinámicos de azufre, permite que el polímero fluya por la boquilla de la impresora para construir arquitecturas complejas que, una vez terminadas, mantienen una resistencia química sobresaliente.

Los robots autónomos de Corea del Sur

Para dotar de autonomía a estos robots, los investigadores incorporaron un 20% de partículas magnéticas en la matriz del polímero. El resultado son máquinas de escala milimétrica que se desplazan y ejecutan tareas complejas, como la liberación de sustancias químicas, respondiendo únicamente a campos magnéticos externos o luz infrarroja cercana.

La capacidad de estos dispositivos para realizar una soldadura instantánea permite que, al aplicar un láser infrarrojo durante apenas ocho segundos, los componentes impresos se fusionen mediante una reacción química, lo que facilita un ensamblaje modular sin necesidad de pegamentos.

Por otro lado, la memoria de forma asegura que las estructuras recuperen su diseño original al alcanzar temperaturas específicas, lo que aprovecha la transición vítrea del material. Finalmente, su resistencia total garantiza que los robots fabricados soporten el contacto con diversos disolventes orgánicos, lo que permite su uso en entornos químicos agresivos.

El avance de Corea del Sur en la robótica

Lo que realmente separa a este proyecto de otros intentos previos es su capacidad de reciclaje total. Las piezas creadas con esta impresora 4D, una vez cumplen su función o quedan obsoletas, pueden triturarse y fundirse de nuevo para alimentar la máquina. Este sistema de producción elimina el desperdicio, ya que el material recupera sus propiedades originales sin degradarse tras el proceso de reimpresión.

«Este estudio representa el primer ejemplo de reciclaje de residuos industriales de azufre en materiales robóticos avanzados. Se espera que los materiales inteligentes que puedan moverse de forma autónoma y reciclarse se conviertan en impulsores clave de las futuras tecnologías de automatización y robótica blanda», declaró el doctor Dong-Gyun Kim del KRICT.