Este material realiza tarefas diferentes dependendo da temperatura

Robtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 30/11/2023

Compsito reativo

Indo alm dos materiais auxticos – materiais que encolhem quando so comprimidos ou se expandem na perpendicular da presso que recebem – pesquisadores desenvolveram agora um novo material compsito que apresenta comportamentos diferentes dependendo da temperatura a que est submetido.

Isto permite que ele seja programado para realizar tarefas especficas, o que o torna talhado para fazer parte da prxima gerao de robtica autnoma, que dever interagir com o meio ambiente.

Weichen Li e colegas da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, nos EUA, usaram algoritmos de computador, dois polmeros diferentes e impresso 3D para fazer engenharia reversa de um material que se expande e contrai em resposta mudana de temperatura – com ou sem interveno humana.

“Criar um material ou dispositivo que responda de maneiras especficas dependendo de seu ambiente muito desafiador para conceituar usando apenas a intuio humana – existem inmeras possibilidades de projeto. Ento, em vez disso, decidimos trabalhar com um algoritmo de computador, para ajudar a determinarmos a melhor combinao e geometria dos materiais,” disse a professora Xiaojia Zhang.

O material pode ser construdo na estrutura mais adequada a cada funo.
[Imagem: Weichen Li et al. – 10.1126/sciadv.adk0620]

Robtica responsiva

O compsito bipolimrico pode se comportar de maneira diferente sob diversas temperaturas com base em um controle por parte do usurio ou na deteco autnoma: Ele pode se comportar como uma borracha macia em baixas temperaturas e como um plstico rgido em altas temperaturas.

Para demonstrao, o novo material termorresponsivo foi usado para realizar uma tarefa simples: Ligar e desligar LEDs em resposta a variaes de temperatura. Mas a equipe acredita que ele poder fazer muito mais do que isso.

“Nosso estudo demonstra que possvel projetar um material com capacidade inteligente de deteco de temperatura, e imaginamos que isso ser muito til na robtica,” disse Zhang. “Por exemplo, se a capacidade de carga de um rob precisar mudar quando a temperatura mudar, o material ‘saber’ adaptar seu comportamento fsico para parar ou executar uma tarefa diferente.”

Na verdade, o elemento crucial deste trabalho est mais no processo de otimizao, o algoritmo que ajudou os pesquisadores a interpolar a distribuio e as geometrias dos dois materiais polimricos necessrios para atingir a funcionalidade desejada. Comprovado o mtodo, agora ser possvel procurar outras combinaes que possam ser ativadas por outros gatilhos.

“Nosso prximo objetivo usar esta tcnica para adicionar outro nvel de complexidade ao comportamento programado ou autnomo de um material, como a capacidade de sentir a velocidade de algum tipo de impacto de outro objeto,” anunciou Zhang. “Isso ser fundamental para que os materiais robticos saibam como responder aos vrios perigos no campo.”

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