Cientistas revolucionam robótica suave e tecnologia vestível com tinta impressa em 3D

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Cientistas revolucionam robótica suave e tecnologia vestível
com tinta impressa em 3D
O protótipo do DNGE do laboratório "dedo" com "ossos" rígidos cercados por "carne" flexível. Crédito da
imagem: Adrian Alberola.
Pesquisadores da EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) desenvolveram uma tinta inovadora
que está pronta para transformar a maneira como robôs macios e dispositivos vestíveis são feitos.
Esta nova tinta à base de elastômero permite a impressão 3D de objetos que são flexíveis, mas duráveis,
sem a necessidade de juntas mecânicas pesadas.
No mundo da robótica suave e da tecnologia wearable, o peso é uma grande preocupação.
Materiais mais pesados não só usam mais energia, mas também podem ser desconfortáveis quando
usados.
Os elastômeros, polímeros sintéticos conhecidos por sua etlética, são ideais para essas aplicações, mas
moldá-los em estruturas complexas que variam em rigidez tem sido um desafio até agora.
A equipe, liderada por Esther Amstad, chefe do Laboratório de Materiais Macios da EPFL, criou um tipo
inovador de tinta chamado elastômeros granular de rede dupla (DNGEs).
Esta tinta pode ser impressa em estruturas que mudam de rígidas para emborrachadas, oferecendo controle
sem precedentes sobre as propriedades mecânicas de um objeto.
Eva Baur, uma estudante de doutorado no laboratório de Amstad, demonstrou essa tecnologia por 3D
imprimindo um protótipo de “dedo” que apresentava “ossos” duros envoltos em “carne” macia.
https://dx.doi.org/10.1002/adma.202313189
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O dedo foi projetado para dobrar e esticar de maneiras específicas, mostrando o potencial dos DNGEs para
criar dispositivos flexíveis e capazes de lidar com objetos.
Os DNGEs funcionam combinando duas redes elastoméricas diferentes de uma maneira nova. Primeiro, as
micropartículas de elastômero são criadas e depois inchadas com uma solução especial.
Essas partículas inchadas são então usadas como base para a tinta imprimível em 3D. Quando esta tinta é
usada para imprimir uma estrutura, as partículas são bloqueadas no lugar por um segundo processo de
polimerização que forma uma estrutura rígida.
Esta configuração de rede dupla permite que as propriedades do elastômero - como rigidez e tenacidade -
sejam ajustadas de forma independente, resultando em um material resistente e flexível. Ao contrário de
outros materiais como hidrogéis, os elastômeros não contêm água, tornando-os mais estáveis e duráveis ao
longo do tempo.
A tecnologia é compatível com impressoras 3D comerciais padrão, tornando-a acessível a uma ampla gama
de usuários. “A beleza da nossa abordagem é que qualquer pessoa com uma bioimpressora padrão pode
usá-la”, disse Amstad.
As aplicações potenciais para DNGEs são vastas. Eles poderiam ser usados em dispositivos de reabilitação
guiados por movimento que suportam o movimento de maneiras específicas, ou em próteses que oferecem
mais movimento natural.
Eles também podem ser usados em ajudas cirúrgicas, robôs operados remotamente para tarefas como
colheita de culturas ou exploração subaquática, e muito mais.
Como o Soft Materials Lab continua a refinar essa tecnologia, eles planejam integrar elementos ativos como
materiais responsivos e conexões elétricas nas estruturas DNGE, ampliando as possibilidades de inovações
futuras.