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Materiais Avançados

Seda é impressa sem tinta por enrugamento - e apagada por desamassamento

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/10/2019

Papel de seda é impresso por enrugamento - e apagado ao ser desamassado
Aplicar uma tensão elétrica através de um elemento de aquecimento conectado à bicamada de seda expande o material e apaga o padrão de rugas (à esquerda). Cortando a corrente, o material esfria e o padrão de rugas aparece (à direita). Vapor de água também funciona.
[Imagem: Fio Omenetto/Tufts University]

Papel de seda regravável

Engenheiros da Universidade Tufts, nos EUA, desenvolveram materiais à base de seda que podem se "enrugar" em padrões altamente detalhados - incluindo palavras, texturas e imagens tão complexas quanto um código QR ou uma foto digital.

Literalmente, uma impressão sem tinta.

Os padrões são estáveis, mas podem ser apagados. E, em vez de uma borracha, basta aplicar vapor de água à superfície, permitindo que o material seja apagado e fique pronto para ser impresso novamente - os protótipos suportaram pelo menos 50 ciclos de escrita e apagamento.

Os pesquisadores demonstraram vários exemplos dos padrões de enrugamento da seda e vislumbram uma ampla gama de aplicações em potencial para dispositivos eletrônicos ópticos.

Impressão por texturização

O tecido inteligente aproveita a capacidade natural das proteínas da fibra de seda - a fibroína - de sofrer uma mudança de conformação em resposta a condições externas, incluindo a exposição ao vapor de água, vapor de metanol, eletricidade e radiação UV. As fibras podem absorver a água e o vapor de metanol, por exemplo, que interferem nas ligações de hidrogênio na fibroína da seda, fazendo com que ela se "desdobre" parcialmente e libere tensão na fibra.

Aproveitando essa propriedade, Yu Wang e seus colegas fabricaram uma superfície de seda a partir de fibroína dissolvida, depositando-a em uma fina membrana plástica de PDMS. Após um ciclo de aquecimento e resfriamento, a superfície bicamada seda/PDMS se enruga em nanotexturizações devido às diferentes propriedades mecânicas das camadas.

Expor qualquer parte dessa superfície enrugada à água ou ao vapor de metanol faz com que as fibras relaxem e as rugas alisem. A superfície lisa transmite mais de 80% da luz, enquanto a superfície enrugada apresenta apenas 20% ou menos de transparência, criando um contraste visível e a percepção de um padrão impresso.

A superfície pode ser exposta seletivamente ao vapor usando uma máscara padronizada, resultando em um padrão correspondente na seda texturizada. Também é possível criar padrões depositando água usando a impressão a jato de tinta. A resolução deste método de impressão é determinada pela resolução da própria máscara ou pelo diâmetro do bico da impressora a jato de tinta.

Impressão sem tinta

"Podemos imprimir padrões de alta resolução na seda - e até mostramos que podemos captar o padrão de umidade deixado por uma impressão digital," disse Wang. "Mas, além da novidade da impressão reversível, existem muitas outras aplicações funcionais que a tecnologia de estampagem de seda poderia oferecer".

A lista de possíveis aplicações que Wang aponta inclui materiais com propriedades ópticas ajustáveis, algumas das quais podem envolver o uso de dopantes que permitam que o tecido texturizado absorva ou emita diferentes comprimentos de onda de luz e energia (diferentes cores), ou exiba padrões apenas de ângulos específicos.

Outra possibilidade são materiais que modulam suas propriedades térmicas, alterando a quantidade de calor que deixam passar. E, devido à biocompatibilidade das fibras de seda, o material pode ser usado em aplicações biomédicas.

Bibliografia:

Artigo: Controlling silk fibroin conformation for dynamic, responsive, multifunctional, micropatterned surfaces
Autores: Yu Wang, Beom Joon Kim, Berney Peng, Wenyi Li, Yuqi Wang, Meng Li, Fiorenzo G. Omenetto
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.1911563116






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