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Polímeros assumem formas 3D pré-programadas, eliminando o uso de moldes

Com base em teoremas matemáticos e na tensão interna existente em superfícies planas, Eran Sharon, Yael Klein e Efi Efrati, todos do instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém (Israek) desenvolveram um método para programar a transformação de discos poliméricos em peças tridimensionais. O processo ocorre de modo muito similar ao verificado nos polímeros com memória de forma, com a diferença de que o formato inicial é reversível e o material pode adquirir diferentes formatos, dependendo de como ele for programado.

Discos poliméricos transformados em materiais com o formato de um sombreiro (chapéu típico mexicano) por meio da técnica desenvolvida a partir de teoremas matemáticos e do estudo da tensão interna em superfícies planas (Foto: Universidade Hebraica)

Os discos foram formulados a partir de N-isopropilacrilamida (NIPA), bisacrilamida (BIS) e catalisadores para iniciar a polimerização. A formulação deu origem a um hidrogel que se contrai sob temperaturas de 33º C, ocasionando uma distorção que, desde que precisamente controlada, pode impor uma geometria tridimensional ao material. Para isso, os discos são elaborados com diferentes concentrações da NIPA em pontos específicos. Como demonstração técnica, os físicos programaram um disco polimérico para adquirir um formato de um sombreiro (chapéu tipicamente mexicano de aba larga).

“Além de a transformação ser reversível, também é possível fazer com que o material passe de uma configuração a outra quase sem limitações Com isso, um mesmo disco pode apresentar configurações muito diferentes, dependendo do grau de ativação (concentração de NIPA) encontrado nele”, explica Sharon. Mas, para projetar formatos determinados, é preciso usar a formulação matemática apropriada.

Os físicos ainda desconhecem aplicações específicas que o material desenvolvido possa ter: “usamos o material mais conveniente ao experimento sem visar uma possível aplicação para ele, mas acreditamos que todo o resultado obtido e os conceitos empregados possam ser aplicados a outros materiais, desde que eles sejam capazes de se contrair e de expandir, e esses materiais já existem”, afirma o pesquisador.

Instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém

Fonte: Revista Plástico Industrial

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