Materiais programáveis sentem seus próprios movimentos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/08/2022

Cada pequeno cano que forma a treliça é um "sensor fluídico", que mede qualquer movimento ou deformação.
[Imagem: Ryan L. Truby et al. - 10.1126/sciadv.abq4385]

Materiais responsivos

Uma nova técnica está permitindo fabricar materiais com propriedades mecânicas ajustáveis, que podem detectar como eles próprios estão se movendo e interagindo com o ambiente.

E é tudo bastante simples: Um único material é usado para criar pequenos canos, por meio de uma impressora 3D, sendo que os canos já são fabricados de forma a criar uma estrutura em treliça.

Medindo como a pressão muda dentro de cada cano quando a estrutura inteira é comprimida, dobrada ou esticada, é possível calcular com precisão como o material está se mexendo ou movendo.

Já existem diversas demonstrações de materiais engenheirados que apresentam propriedades mecânicas personalizáveis com base apenas em sua geometria. Mas incluir sensores neles leva tudo um passo adiante criando os chamados "materiais responsivos", que podem reagir a alterações em seu ambiente.

Outro detalhe interessante é que esses materiais treliçados são compostos de "células" em um padrão de repetição; e alterar o tamanho ou a forma das células altera as propriedades mecânicas do objeto como um todo, como sua rigidez ou dureza - por exemplo, uma rede mais densa de células torna uma estrutura mais rígida.

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Funciona bem, mas ainda será preciso simplificar o processo de fabricação porque deixar os canais limpos durante a impressão 3D não é simples.
[Imagem: Ryan L. Truby et al. - 10.1126/sciadv.abq4385]

Tênis inteligentes

As possibilidades de uso do material são inúmeras, como robôs flexíveis e moles com sensores incorporados, que permitam que os robôs entendam sua postura e seus movimentos, reagindo de acordo com a situação; ou dispositivos inteligentes vestíveis, como tênis de corrida personalizados que forneçam feedback sobre como o pé do atleta está impactando o solo.

"A ideia com este trabalho é que podemos pegar qualquer material que possa ser impresso em 3D e ter uma maneira simples de rotear canais através dele, para que possamos obter sensorização com estrutura. E se você usar materiais realmente complexos, poderá ter movimento, percepção e estrutura, tudo em um," disse a pesquisadora Lillian Chin, do MIT.

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