Il processo SWOMP coinvolge due distinte lunghezze d'onda della luce. La prima lunghezza d'onda, tipicamente nello spettro visibile o del vicino infrarosso, viene utilizzata per avviare la fotopolimerizzazione di una resina fotosensibile, creando regioni solide all'interno della struttura stampata. Contemporaneamente, una seconda lunghezza d'onda ultravioletta (UV) viene impiegata per attivare i catalizzatori di metatesi delle olefine presenti nella resina. Questi catalizzatori facilitano la riorganizzazione dei doppi legami carbonio-carbonio, consentendo la reticolazione tra catene polimeriche vicine.
La combinazione di queste due lunghezze d'onda si traduce in un comportamento del materiale unico in cui le regioni esposte a entrambe le lunghezze d'onda subiscono sia la fotopolimerizzazione che la metatesi delle olefine, formando reti reticolate forti e rigide. Al contrario, le aree esposte solo alla luce visibile o al vicino infrarosso si solidificano attraverso la sola fotopolimerizzazione, risultando in segmenti più flessibili. Questo processo selettivo di doppia polimerizzazione consente la creazione di strutture con proprietà meccaniche complesse, inclusi vari gradi di flessibilità e rigidità all'interno di una singola stampa.
I vantaggi di SWOMP rispetto alle tradizionali tecniche di stampa 3D sono degni di nota:
Stampa multi-materiale:SWOMP consente l'incorporazione di diversi catalizzatori di metatesi delle olefine nella resina, consentendo la perfetta integrazione di più materiali all'interno di un'unica stampa. Questa flessibilità apre opportunità per la creazione di oggetti con proprietà su misura, come regioni con diversa durezza, elasticità o persino capacità di autoriparazione.
Resistenza meccanica migliorata:la reticolazione ottenuta attraverso la metatesi delle olefine si traduce in una resistenza meccanica migliorata rispetto alla sola fotopolimerizzazione convenzionale. Le parti stampate con SWOMP mostrano una maggiore resistenza alla trazione, tenacità e resistenza all'usura, rendendole adatte per applicazioni funzionali e portanti.
Biocompatibilità:la natura biocompatibile dei catalizzatori di metatesi delle olefine e dei fotopolimeri utilizzati in SWOMP consente la fabbricazione di dispositivi medici, impalcature tissutali e altri componenti biomedici che soddisfano rigorosi standard di biocompatibilità.
In termini di applicazioni, SWOMP ha già dimostrato il suo potenziale in diversi campi:
Robotica morbida:SWOMP può produrre strutture robotiche morbide che imitano la flessibilità e l'adattabilità dei sistemi biologici. Questi robot trovano applicazione nella chirurgia minimamente invasiva, nella riabilitazione e nell’interazione uomo-macchina.
Microfluidica:SWOMP consente la fabbricazione precisa di dispositivi microfluidici con canali e caratteristiche complesse. Questi dispositivi sono fondamentali per le applicazioni lab-on-a-chip, la sintesi chimica e lo screening dei farmaci.
Aerospaziale:l'elevato rapporto resistenza/peso e la capacità di personalizzare le proprietà meccaniche rendono SWOMP adatto per componenti aerospaziali, comprese strutture leggere e parti aerodinamiche.
Poiché la ricerca e lo sviluppo in SWOMP continuano ad avanzare, possiamo aspettarci di assistere a ulteriori scoperte e applicazioni innovative di questa versatile tecnica di stampa 3D. Ingegneri e ricercatori stanno spingendo i confini di ciò che è possibile, sfruttando la potenza di SWOMP per creare strutture funzionali, durevoli e complesse che soddisfino le diverse esigenze di vari settori.
