Agentes de cambio

Michelle Chrétien: imprimir todo

“Lo que’ me entusiasma… es la posibilidad de hacer cosas que antes no se podían hacer.”

Haciendo lo irrealizable: el futuro de la impresión en 3D

Michelle Chrétien es científica de materiales e investigadora líder en los campos de materiales electrónicos e impresión 3D. Con su equipo multidisciplinar de químicos, científicos de materiales e ingenieros en Xerox Research Centre of Canada (XRCC), Michelle está trabajando en la creación de nuevos materiales revolucionarios que podrían cambiar nuestra forma de vivir y trabajar.

Imagínese un mundo en el que los atletas usan protectores bucales que controlan su frecuencia cardíaca, así como los niveles de oxígeno, cortisol y glucosa, y luego transmiten los datos a los entrenadores en el banquillo. O donde se puede imprimir el par perfecto de gafas después de un escaneo de la cara, con sensores y pantallas incrustados en las lentes. Las baterías no serían un problema - también pueden imprimirse en el marco de las gafas.

Este es el tipo de mundo que Michelle Chrétien imagina para el futuro: un mundo en el que los objetos inteligentes impresos forman parte de nuestra vida cotidiana.

 

¿Por qué la impresión 3D y la electrónica impresa son espacios apasionantes en los que trabajar?

¿Por dónde empiezo? Lo que realmente me entusiasma de la impresión 3D y de la electrónica impresa no es tanto hacer cosas convencionales de una manera diferente, sino la posibilidad de hacer cosas que antes no se podían hacer. Me gusta describir nuestro trabajo como la intersección de la electrónica impresa y la impresión 3D. Queremos producir objetos no convencionales imprimiendo juntos forma y función.

También estamos interesados en inventar nuevos materiales para imprimir objetos convencionales con propiedades mejoradas, haciéndolos, por ejemplo, más duros, brillantes o que reboten mejor. Realmente es emocionante moverse a través de dividir para poder imprimir juntos forma y función.

 

¿Qué importancia tiene la impresión 3D?

Hoy en día, todavía estamos en las primeras etapas de la impresión 3D, pero el potencial es enorme. Ya es una herramienta útil de creación de prototipos en la cadena de valor de la fabricación, pero aún quedan muchas oportunidades por explotar. Existe la posibilidad de evitar el desperdicio. Por ejemplo, ¿podemos producir cosas con menos desperdicio de material en términos de herramientas? También está la portabilidad de la fabricación; ¿podría imaginar llevar una pequeña impresora 3D a una estación espacial o a una mina para producir cosas in situ y a petición?

3D printer

Parte de lo que estamos intentando hacer en nuestro centro de investigación es hacer posible la impresión de objetos más complicados y funcionales. Por lo tanto, estamos desarrollando nuevos tipos de tintas «inteligentes» que pueden utilizarse para añadir funcionalidad. Nuestra investigación se centra en superar los plásticos y polvos metálicos tradicionales que se utilizan en las impresoras 3D actuales.  Queremos inventar materiales que permitan la impresión en 2D y 3D más allá de las formas y los colores.

Esperamos que nuestro trabajo permita la fabricación aditiva de objetos verdaderamente funcionales con aplicaciones en todo, desde prendas de vestir hasta automoción. Hay muchos investigadores interesados en este espacio y muchas empresas están empezando a probar el mercado. Creo que pronto saldrán al mercado productos interesantes. Es un momento emocionante para trabajar en este campo.

 

¿Qué significa fabricación aditiva?

La fabricación aditiva es un término que se refiere a un proceso en el que las piezas se fabrican añadiendo material en contraste con muchas técnicas de fabricación «sustractiva» convencionales. Cuando se utiliza un torno o una máquina CNC para igualar un martillo y un cincel para producir una pieza, se está utilizando un proceso de fabricación sustractiva. Por ejemplo, se puede crear un engranaje de metal tallando la forma de un bloque de metal, efectivamente «restando» el exceso de metal para revelar la pieza. O puede producir la rueda dentada de forma «aditiva» imprimiendo la forma directamente mediante la fusión de polvo metálico en una impresora 3D de metal. De esta manera, solo se utiliza el metal necesario para formar la pieza.

3D printer and hammer

 

Háblenos de su trabajo con la electrónica impresa.

He tenido la suerte de trabajar en XRCC, que es realmente pionera en el diseño y la fabricación de materiales electrónicos. En la última década hemos desarrollado de todo, desde tintas de nanopartículas de plata conductoras a polímeros semiconductores, pasando por tintas a base de complejos metálicos.

Mi laboratorio también trabaja en la integración de materiales con diferentes tecnologías de impresión. Por ejemplo, hemos combinado la impresión digital con el control de movimiento robótico para poder imprimir en todo tipo de objetos diferentes, no solo en superficies planas. Podemos hacer rasgos grandes usando un brazo robótico o podemos hacer una resolución muy fina, inferior al ancho de un cabello humano.

Con esta capacidad de impresión y nuestra habilidad de desarrollar nuevos materiales, estamos buscando la posibilidad de imprimir circuitos y sensores realmente interesantes sobre objetos tridimensionales o dentro de ellos. El objetivo es juntar todas las piezas de modo que cuando se produzca un objeto se agreguen circuitos electrónicos junto con los elementos estructurales para generar un objeto complejo, interesante y funcional. Se espera que esto mueva el diseño del dispositivo fabricado en serie; los diseñadores podrán crear nuevos productos donde el factor de forma no esté limitado por la forma de una placa de circuito convencional.

Printed electronics

 

¿Adónde nos lleva la electrónica impresa?

Hay materiales y otros desafíos que todavía se deben abordar para habilitar la tecnología de los objetos inteligentes totalmente impresos, pero entonces el cielo es el límite. Hoy en día ya se están demostrando cosas realmente interesantes solo con la impresión conformada. Por ejemplo, se pueden imprimir sensores directamente en la superficie de las tuberías, quizás, un sensor de flujo o algún tipo de sensor químico en el interior. O sensores de fugas en el exterior de los oleoductos y gaseoductos. Obviamente, las tuberías no son exactamente objetos complejos, pero es un buen ejemplo de una superficie no plana.

printed electronics on a pipeline

Pero hay muchas posibilidades. Cualquier cosa que se fabrique de forma convencional, puede hacerse de forma personalizable y bajo demanda con la impresión.

Así pues, pensemos en un audífono o un protector bucal con electrónica incorporada. Le hicieron una tomografía del oído o de la mandíbula y dientes y ahora está impreso para que se ajuste exactamente a sus necesidades. Tal vez su protector bucal tenga sensores para supervisar los niveles de oxígeno en sangre mientras practica deportes. O tal vez tiene un sensor incrustado que mide la frecuencia cardíaca y tal vez la glucosa en saliva. Y todos esos datos se envían de forma inalámbrica al entrenador en el banquillo que dice: «Oye, ese chaval necesita un Gatorade».

Este tipo de dispositivos personalizados formarán parte del entorno de Internet de las cosas. Cuando diseñamos nuevas arquitecturas y buscamos imprimir nuevos objetos que sean completamente funcionales, también pensamos en cómo se comunican estos objetos. Es divertido poder imprimir un sensor, pero necesitamos alimentarlo y almacenar los datos del sensor o enviarlos a otra parte, de lo contrario no es un objeto realmente inteligente, ¿verdad?

 

¿Puedes hablar de tu trabajo en cuanto al desarrollo de materiales?

La impresión 3D es una parte de lo que hacemos. Pero tenemos mucha potencia en el terreno de diseño de nuevos materiales en general. Ayudamos a nuestros clientes a diseñar, desarrollar y probar nuevos materiales para una amplia variedad de aplicaciones. Nuestro equipo ha realizado un progreso realmente interesante en cuanto a la evolución de nuevos materiales para los procesos de impresión 3D existentes. Nos interesa inventar materiales que tengan nuevas funciones o que combinen propiedades diferentes. Así que tal vez sea de goma o tal vez sea brillante. Tal vez sea conductor y de goma o tal vez aislante térmico y realmente robusto. Estamos buscando combinaciones diferentes.

Gloved hands holding an eyedropper

¿Los muse están fusionando casi por completo los mundos del software y de la ciencia de los materiales?

En cierto modo, sí. Tuve una discusión una vez con alguien que dijo que ahora la innovación reside en gran medida en el software. Dijeron: «Bueno, miren Silicon Valley». Yo dije: «¡Sí, silicio! Es un material». Hay mucha innovación en software y servicios, pero honestamente, ¿qué hace que un disco duro? ¿Qué almacena datos? Materiales. Las innovaciones de materiales son parte de lo que ha llevado al aumento espectacular de la potencia de la informática. Los materiales son un componente habilitador de casi todo.

 

¿Cómo llegó a interesarse en la ciencia de los materiales?

Soy una persona curiosa por naturaleza, así que hacer preguntas y tratar de entender las cosas es algo que siempre he hecho. Cuando estaba estudiando química, di una clase de ciencias de los materiales. Me intrigó porque me pareció lo más parecido a la ciencia orientada a la aplicación, a la vida real. Me interesó muchísimo.

Después de terminar mi licenciatura, decidí ir a la escuela de posgrado. Nuestro grupo estaba estudiando fotoquímica y fotofísica y proyectos relacionados con algunas reacciones fotoquímicas clave. Pero me atraían mucho más los proyectos que se referían a cómo aprovechar la química para obtener propiedades interesantes de los materiales.

A partir de ahí, terminé trabajando en proyectos de protectores solares, sensores y cosas interesantes de todo tipo. Quedó muy claro que ahí era donde estaba mi pasión: hacer que la ciencia funcionara.

 

¿Cómo llegó a trabajar a Xerox?

Mientras hacía mi doctorado no estaba al tanto del tipo de investigación que estaba ocurriendo en Xerox, particularmente en química y ciencias de los materiales. Pero tuve la oportunidad de encontrarme por casualidad con un científico de investigación de XRCC, que describió el tipo de cosas emocionantes que se estaban produciendo. Estaban buscando un fotoquímico en ese momento, así que les di mi currículo.

Visité el centro y me quedé realmente impresionado por la ciencia y más aún por el increíble grupo de gente que conocí. Había gente muy inteligente e interesante trabajando en proyectos que tenían aplicaciones reales en el mundo real. El ambiente no técnico y el ambiente del centro en ese momento también fue muy acogedor. Me di cuenta de lo equilibrado que era el centro desde el punto de vista de la diversidad, lo que me pareció muy interesante. En la ingeniería y en las ciencias físicas en general todavía te sientes en minoría como mujer, en XRCC no me sentí así en absoluto.

Tan pronto como me uní, empecé a trabajar en un proyecto de tinta de inyección de tinta. Fue alucinante, no tenía ni idea, en realidad, del tipo de ciencia que hay detrás de la producción de materiales para impresión. Creo que así empezó mi romance con la impresión.

Scientist with 3D printer

 

¿Qué le gusta de trabajar en Xerox?

Creo que parte de lo bueno de trabajar en un lugar como Xerox, o en un centro de investigación como XRCC, es que es un entorno realmente dinámico, las cosas siempre están cambiando. También me inspira mucho la gente con la que llego a interactuar para abordar problemas difíciles.

Creo que reunir a personas de diferentes orígenes y experiencias está en el ADN de la forma en que funciona el grupo de innovación de Xerox. Me encanta trabajar en un entorno multidisciplinar y tener un equipo multidisciplinar. Me encanta que nadie esté de acuerdo, me encanta que todos tengan una perspectiva diferente. No lo cambiaría por nada del mundo. ¡Me siento muy incómoda cuando estoy en una habitación y todo el mundo está de acuerdo conmigo! Afortunadamente, esto no sucede muy a menudo.

También disfruto mucho hablando con nuestros clientes, cuando alguien viene con una idea o un problema; de esas conversaciones suelen salir cosas muy interesantes. Esto vuelve a mi pasión por las ciencias aplicadas. Me encanta la ciencia que funciona. En XRCC tengo la oportunidad de trabajar con gente inteligente y creativa para desarrollar un nuevo entendimiento y luego aprovechar ese conocimiento para hacer algo nuevo y útil. Eso es lo genial de trabajar aquí.

 

Agents of change

Agentes de cambio

Todos hemos cambiado el mundo. Cada uno de nosotros. Con cada respiración, nuestra presencia se expande infinitamente hacia el exterior.

Pero pocos de nosotros tenemos la oportunidad de cambiar muchas vidas a mejor. Y aún menos tenemos el desafío de hacerlo todos los días. Ese es el desafío que se lanza diariamente a los científicos de investigación de Xerox, para tratar de lograr un cambio.

A cambio, les damos tiempo y espacio para soñar. Y los recursos para convertir los sueños en realidad, ya sea inventando nuevos materiales con funciones increíbles o utilizando la realidad aumentada para reforzar la memoria de los pacientes de Alzheimer.

Nos sentimos orgullosos de nuestros agentes de cambio en los centros de investigación de Xerox en todo el mundo. Aquí tenemos algunas de sus historias.