Robótica

Materiais magnéticos movem-se em resposta à luz

Materiais magnéticos movem-se em resposta à luz
O filme inclina-se de forma programada quando exposto à luz. [Imagem: SilkLab/Tufts University]

Magnéticos e fotorresponsivos

Compósitos elastoméricos magnéticos que se movem de diferentes maneiras quando expostos à luz abrem caminho para uma ampla gama de dispositivos capazes de executar movimentos, desde minúsculos motores e válvulas para o interior de biochips, até painéis solares que se dobram em direção à luz do sol.

Meng Li e seus colegas da Universidade Tufts, nos EUA, foram buscar inspiração para fabricá-los na biologia, onde há muitos exemplos em que a luz induz movimento ou mudança - pense nas flores e nas folhas voltando-se para a luz do Sol, por exemplo.

Estes materiais artificiais ativados pela luz baseiam-se no princípio conhecido como temperatura de Curie - a temperatura acima da qual certos materiais têm suas propriedades magnéticas alteradas.

Em outras palavras, aquecer ou resfriar um material magnético permite ligar ou desligar seu magnetismo. Por exemplo, biopolímeros e elastômeros dopados com óxido de cromo (CrO2) ferromagnético aquecem quando expostos ao laser ou à luz do Sol, perdendo temporariamente suas propriedades magnéticas, até que se resfriem novamente.

Movimentos complexos

Nesta demonstração, os pesquisadores usaram polidimetilsiloxano (PDMS), que é um elastômero transparente amplamente utilizado em robótica mole, e fibroína de seda, que é um material biocompatível com excelentes propriedades ópticas e que pode ser moldado em uma ampla gama de formas - de filmes a géis, fios, blocos e esponjas.

Os movimentos básicos do material incluem flexão, torção e expansão.

"Nós podemos combinar esses movimentos simples em movimentos mais complexos, como rastejar, caminhar ou nadar. E esses movimentos podem ser acionados e controlados sem fio, usando luz," disse o professor Fiorenzo Omenetto.

"Com padronizações adicionais do material, padrões de luz e controle de campo magnético, podemos teoricamente conseguir movimentos mais complicados e refinados, como dobrar e desdobrar, comutação de válvulas microfluídicas, micro e nano motores e muito mais," complementou Omenetto.

Bibliografia:

Flexible magnetic composites for light-controlled actuation and interfaces
Meng Li, Yu Wang, Aiping Chen, Arin Naidu, Bradley S. Napier, Wenyi Li, Carlos Lopez Rodriguez, Scott A. Crooker, Fiorenzo G. Omenetto
Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.1805832115




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