Metais líquidos controlados a laser revolucionam robótica macia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2024

Garras robóticas operadas a laser levantam cinco vezes o seu próprio peso.
[Imagem: Liwen Zhang et al. - 10.1038/s41467-023-43667-4]

Impressão 4D de metais líquidos

Depois de mudarem a face da química, os metais líquidos agora começam a otimizar as coisas no campo da robótica.

Liwen Zhang e colegas da Universidade de Queensland, na Austrália, estão desenvolvendo uma nova tecnologia de impressão 4D que produz metais líquidos que mudam de forma sob a ação de um laser.

A impressão 4D é uma extensão da impressão 3D, com os objetos sólidos sendo criados usando materiais que podem mudar de forma depois de prontos, quando expostos a certos estímulos como calor, água ou luz.

Neste caso, as estruturas impressas usando novos polímeros de metal líquido podem ser controladas para realizar uma série de tarefas mecânicas, tudo controlado à distância por lasers infravermelhos, invisíveis ao olho humano.

Inicialmente sólidos e duráveis, os objetos podem ser usados para agarrar, dobrar, levantar e soltar itens cinco vezes mais pesados do que eles próprios, ou mesmo reverterem para uma forma pré-programada.

"Nosso método nos permite produzir metais líquidos inteligentes que podem ser personalizados, moldados e alterados ao longo do tempo, sem a necessidade de fios ou circuitos. Esta é uma nova era para aplicações robóticas e um divisor de águas para a fabricação aditiva," disse o professor Liwen Zhang.

Preparação e caracterização das nanopartículas de metal líquido usados na impressão 4D.
[Imagem: Liwen Zhang et al. - 10.1038/s41467-023-43667-4]

Sem limites de aplicações

A equipe usou nanopartículas esféricas de metal líquido para preparar resinas adequadas à impressão 3D que respondem à luz infravermelha próxima. Os objetos impressos podem então ser manipulados pelo laser invisível para realizar tarefas mecânicas básicas, como agarrar e soltar.

A aplicação mais imediata reside em projetos de robótica macia e em outras tecnologias robóticas ou industrias que precisem imitar movimentos e interações naturais.

Isto inclui desde aplicações nos setores de engenharia aeronáutica até dispositivos médicos, incluindo stents coronários, músculos artificiais e outros dispositivos que se adaptam e mudam de forma dentro do corpo. Roupas que reagem ao clima, materiais de construção reativos e até móveis que se montam sozinhos também entram na lista de possibilidades.

"A impressão 4D é um campo em rápida evolução que é realmente limitado apenas pela imaginação," disse o professor Ruirui Qiao. "As nanopartículas específicas que usamos permitem que nossos materiais reajam aos lasers. Outros materiais impressos em 4D contêm ingredientes que reagem à água, calor, ácido, energia elétrica ou magnética. Os primeiros sinais para esta tecnologia são incrivelmente promissores, e a ampla gama de aplicações potenciais nos encoraja a continuar nossa pesquisa."

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