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Robótica

Géis pulsantes poderão ser usados como músculos artificiais em robôs

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/11/2006

Géis pulsantes poderão ser usados como músculos artificiais em robôs

Coração gelatinoso

Cientistas conseguiram pela primeira vez explicar o funcionamento impressionante de determinadas substâncias gelatinosas que pulsam regularmente, como se fossem um coração artificial.

Descoberto originalmente por pesquisadores japoneses, esse material gelatinoso é tecnicamente conhecido como géis de Belousov-Zhabotinsky (BZ). Quando submersos em uma solução química determinada, eles se expandem e contraem repetidamente, até que os elementos químicos da solução sejam consumidos.

Os cientistas acreditam que esse material poderá ser utilizado para movimentar pequenos robôs, micro-motores e até em dispositivos para levar medicamentos diretamente aos órgãos que devem ser tratados, no interior do corpo humano.

Geléia pulsante

Mas, até agora, os pesquisadores não compreendiam o funcionamento desses géis, o que torna difícil o projeto de novas aplicações. Foi isto o que fizeram Anna Balazs e Victor Yashin, da Universidade de Pittsburgh, Estados Unidos. Eles desenvolveram um modelo geral que explica o funcionamento e a alteração de formato dos géis BZ.

"Eles não precisam de nenhum controle externo - você os coloca em uma solução com alguns reagentes e eles batem espontaneamente como um coração," explica Balazs. O movimento é tão pronunciado que pode ser acompanhado a olho nu.

Esse material gelatinoso tem um grande potencial como músculos artificiais para robôs. "Você pode construir pequenos dispositivos autônomos [que funcionem] por algumas horas e, quando eles pararem de funcionar, basta acrescentar mais reagente," diz Balazs.

Por exemplo, os géis BZ podem formar músculos artificiais autônomos para movimentar robôs minúsculos, ou podem ser utilizados para liberar medicamentos para um paciente em doses seqüenciadas.

Rede de moléculas

Todos os modelos anteriores tratavam os géis BZ como unidimensionais: assumia-se que o material era esfericamente uniforme e que suas ondas se moviam apenas numa direção. Essas teorias somente explicavam a alteração de volume do material, como ele se expande e se encolhe.

Balazs e Yashin criaram um novo modelo computacional que consegue lidar também com as alterações no formato dos géis, que é o que acontece quando eles pulsam. Para isso, eles criaram um modelo bidimensional. O modelo representa os géis BZ como uma rede de moléculas, cada uma com uma estrutura na forma de uma mola.

De posse do padrão de funcionamento, os pesquisadores agora poderão calcular a estrutura, o formato e as dimensões do material a ser empregado em aplicações específicas.

Bibliografia:

Artigo: Pattern Formation and Shape Changes in Self-Oscillating Polymer Gels
Autores: Victor V. Yashin, Anna C. Balazs
Revista: Science
Data: 3 November 2006
Vol.: Vol. 314. no. 5800, pp. 798 - 801
DOI: 10.1126/science.1132412





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