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Robótica

Papel de pólen funciona como músculo artificial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/04/2020

Papel de pólen funciona como músculo artificial
O processo de fabricação é simples, e o papel pode ser feito na espessura desejada.
[Imagem: Ze Zhao et al. - 10.1073/pnas.1922560117]

Atuador de papel

Cientistas da Universidade Tecnológica Nanyang, de Cingapura, criaram um material similar ao papel, mas feito de pólen.

A surpresa é que o papel de pólen se dobra e ondula em resposta à mudança nos níveis de umidade ambiental, abrindo caminho para seu uso como sensor e até mesmo como músculo artificial e como atuador para robôs moles.

Combinado com impressão digital, afirmam Ze Zhao e seus colegas, o papel de pólen pode servir para a fabricação de uma nova geração de atuadores naturais programáveis - componentes em uma máquina responsáveis por mover e controlar um mecanismo.

Em uma das demonstrações, o material foi dobrado em formato de flor, que "desabrocha" na presença de vapor de água. Noutra, as propriedades físicas do material são ajustadas em tempo de voo, permitindo que uma pequena fita ande, ondulando-se como uma minhoca.

"Esses resultados se baseiam em um trabalho recente da nossa equipe, no qual mostramos como os grãos de pólen duros podem ser convertidos em partículas de microgel macias, que alteram suas propriedades em resposta a estímulos externos. Esse processo também processa o pólen e os produtos que criamos a partir dele, tornando-o não-alergênicos," disse o professor Cho Nam-Joon.

Papel de pólen funciona como músculo artificial
O processo de fabricação é simples, lembrando a técnica de fabricação de sabão.
[Imagem: Ze Zhao et al. - 10.1073/pnas.1922560117]

Papel de pólen

Para fabricar o papel de pólen, a equipe primeiro transformou os grãos ultrarresistentes de pólen de girassol em um material maleável, com a textura de um gel, através de um processo semelhante à técnica usada na fabricação de sabão. Esse processo inclui a remoção do "cimento" pegajoso à base de óleo que reveste a superfície dos grãos de pólen. A seguir, o material resultante é deixado em condições alcalinas por horas.

Finalmente, o material gelatinoso resultante é moldado deixado para secar, formando folhas de papel no tamanho e espessura desejados.

Usando microscopia eletrônica de varredura, a equipe observou que o papel compreende camadas alternadas de partículas de pólen, com a camada superior significativamente mais áspera do que a camada inferior.

A superfície superior, mais áspera, apresenta restos dos espigões característicos dos grãos de pólen de girassol, que explicam sua rugosidade. A superfície inferior é bem mais lisa, com um acabamento quase espelhado.

Essa diferença estrutural nas camadas de partículas de pólen significa que elas respondem de modo diferente à umidade. Na presença de vapor de água, o papel começa a se curvar conforme as camadas absorvem a umidade de forma diferenciada, voltando ao formato plano inicial em condições secas. Ciclos repetidos de condições úmidas e secas fazem com que o papel realize um movimento de inversão ao longo do tempo, permitindo que ele funcione como um atuador.

Bibliografia:

Artigo: Actuation and locomotion driven by moisture in paper made with natural pollen
Autores: Ze Zhao, Youngkyu Hwang, Yun Yang, Tengfei Fan, Juha Song, Subra Suresh, Nam-Joon Cho
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.1922560117





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