Moldagem à distância: Material é manipulado sem precisar ser tocado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/12/2022

Matéria programável

Pesquisadores espanhóis demonstraram como manipular remotamente um material compósito, feito de termoplástico e pó de ferro, alcançando "um grau de controle nunca antes visto".

O compósito, que pertence a uma classe de materiais conhecido como "matéria programável", é moldado à distância usando calor e campos magnéticos, sem que seja necessário tocar no próprio material.

E ele pode ser manipulado remotamente no ar, na água ou dentro de tecidos biológicos, abrindo possibilidades para o desenvolvimento de dispositivos biomédicos, telas táteis e manipuladores de objetos.

Plasticidade com magnetismo

O material é composto de termoplástico e pó de ferro. O primeiro é rígido até 27°C, tornando-se maleável quando aquecido acima dessa temperatura, mas de forma reversível. Já o pó de ferro pode se misturar com o termoplástico e é atraído por campos magnéticos.

A manipulação se baseia no aquecimento seletivo do material. Quando esquentam, essas porções tornam-se maleáveis. Entram em ação então os campos magnéticos, que são usados para atrair essas porções mais moles, dando formato ao objeto com grande precisão.

"Ele pode alterar sua forma, rigidez ou outras propriedades físicas de maneira controlada," disse Asier Marzo, da Universidade Pública de Navarra.

Experimentos para demonstrar a versatilidade da matéria programável.
[Imagem: Josu Irisarri et al. - 10.1038/s41598-022-24543-5]

Movido, girado, dobrado, esticado etc

Os pesquisadores realizaram várias manipulações remotas no compósito usando luz, calor e ímãs. Por exemplo, um filamento recebeu calor no centro, o que o tornou maleável. Depois, um campo magnético puxou suas laterais para curvá-lo ao longo da área pré-aquecida. Depois de esfriar, o filamento volta a se solidificar, e o processo foi repetido várias vezes para formar letras diferentes usando um único fio.

Em um segundo experimento, uma folha do material foi aquecida por um laser em pontos específicos. Depois, um campo magnético atraiu esses pontos que, ao esfriarem, solidificaram-se formando um padrão em Braille. O processo também foi repetido para formar padrões complexos.

No terceiro experimento, um bloco do material foi aquecido com luz infravermelha e puxado para cima por um campo magnético, para formar uma coluna. Em seguida, um ponto da coluna foi aquecido e, novamente, por meio de um campo magnético, um galho secundário foi puxado, formando uma árvore.

No último teste, o material foi inserido em um balão simulador de pulmão, que é opticamente opaco. Ele foi aquecido com microondas e, quando os campos magnéticos foram aplicados, o material dentro do balão se expandiu até o tamanho determinado.

"Demonstramos manipulações complexas em blocos 3D, folhas 2D e filamentos 1D, que terão aplicações em exibições táteis e manipulação de objetos," disse Marzo, que resumiu o potencial do compósito afirmando que ele pode ser "movido, girado, dobrado, esticado, contraído, dividido, fundido, levantado, derretido e esculpido".

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