Agora é possível fazer origami de vidro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/03/2023

Desenhos de vidro intrincados podem ser feitos com origami e técnicas de corte, que podem ser combinadas com impressão 3D para criar formas mais complexas.
[Imagem: Yang Xu]

Origami de vidro

A antiga arte do origami, bem conhecida por transformar folhas de papel e outros materiais dobráveis em formas 3D complexas, vem sendo extensivamente explorada em diversas aplicações tecnológicas.

Engenheiros químicos agora ampliaram essa técnica secular para produzir formas intrincadas feitas de vidro ou outros materiais duros.

E a técnica pode ser combinada com a impressão 3D, com aplicações que vão desde criar esculturas até a catálise e muito mais, uma vez que qualquer objeto feito com papel também pode ser feito com vidro usando esta nova técnica.

Yang Xu, da Universidade Zhejiang, na China, misturou nanopartículas de sílica - o principal ingrediente para fazer vidro - em um líquido contendo vários compostos.

A cura da mistura com luz ultravioleta produziu um polímero de policaprolactona reticulado com pequenas esferas de sílica suspensas nele, como frutas cristalizadas no interior de um bolo.

É uma espécie de plástico translúcido, mas na forma de uma folha flexível, que pode ser facilmente dobrada com as mãos.

Outros objetos feitos com origami de vidro.
[Imagem: Yang Xu]

Como fazer origami de vidro

Xu cortou, dobrou, torceu e puxou folhas desse compósito polimérico, que tem propriedades mecânicas semelhantes às do papel, para fazer uma garça, uma pena, um vaso rendado e uma esfera de fitas entrelaçadas, entre outros objetos.

Quando cada objeto era moldado em temperatura ambiente, o composto retinha sua nova forma razoavelmente bem durante as etapas de produção restantes porque o processo de dobramento e alongamento interrompe irreversivelmente a interface entre algumas das partículas de sílica e a matriz polimérica.

Mas também é possível "travar" totalmente cada forma, usando-a como base para as etapas subsequentes do dobramento, bastante aquecer a peça a cerca de 130 ºC. Isso reorganiza permanentemente os elos entre as cadeias poliméricas, fixando firmemente a nova forma.

Depois que o objeto está pronto, ele deve ser levado ao forno, a cerca de 600 ºC, o que remove a policaprolactona e torna o objeto opaco. Aí entra um processo comum, a sinterização, a 1260 ºC, que funde as partículas de sílica e transforma o objeto em vidro transparente, sem qualquer sinal de camadas que possam ter sido inseridas em etapas onde se usa a impressão 3D.

Este objeto foi fabricado visando o campo dos catalisadores, onde canais aumentam a área superficial do material ativo, otimizando a catálise.
[Imagem: Yang Xu]

Origami de cerâmica

Xu já está trabalhando para estender o método para a cerâmica, substituindo a sílica por substâncias como dióxido de zircônio e dióxido de titânio. Considerando que o vidro é frágil e inerte, esses compostos abrem a possibilidade de produzir objetos funcionais menos frágeis que o vidro ou com propriedades catalíticas.

O grupo também está experimentando uma combinação de kirigami e impressão 3D para criar formas ainda mais complexas. "Quando você dobra um pedaço de papel, o nível de complexidade é um tanto limitado e a impressão 3D é meio lenta. Então, queremos ver se poderemos combinar essas técnicas para tirar proveito de seus atributos atraentes. Isso nos daria a liberdade de fazer quase qualquer peça moldada," disse o professor Tao Xie, coordenador da equipe.