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Materiais Avanados
Redação do Site Inovação Tecnológica – 21/10/2025
Giroide feito de ferro usando a novidade tcnica de cultivo de metais.
[Imagem: Alchemy EPFL]
Fabricao aditiva
Embora a impresso 3D de metais venha avanando rapidamente, em alguns casos at superando as ligas aeroespaciais atuais, fazer o metal “crescer” pode ser uma soluo ainda mais vantajosa.
Para desenvolver sua novidade tcnica bioinspirada, Yiming Ji e colegas da Escola Politcnica Federalista de Lausanne (EPFL), na Sua, partiram de um mtodo j espargido, a fotopolimerizao em cuba, uma tcnica de impresso 3D na qual uma resina sensvel luz vertida em uma cuba e, em seguida, endurecida seletivamente no formato desejado usando um laser ou luz UV.
Em vez de usar luz para endurecer uma resina pr-infundida com precursores metlicos, porquê ocorre nos mtodos existentes, Ji primeiro criou uma estrutura tridimensional a partir de um gel simples base de gua, um hidrogel. Em seguida, esse hidrogel infundido “em branco” com sais metlicos, que so ento convertidos quimicamente em nanopartculas metlicas, que vo permear a estrutura.
Esse processo pode ento ser repetido para produzir compsitos com concentraes metlicas muito altas, essencialmente fazendo a pea metlica “crescer” pela contnua adio das nanopartculas – a equipe labareda seu mtodo de “cultivo de metais”.
Diagrama do processo de cultivo das peas metlicas.
[Imagem: Yiming Ji et al. – 10.1002/adma.202504951]
Metais que crescem
Aps 5 a 10 ciclos de desenvolvimento, uma lanço final de aquecimento queima o hidrogel restante, deixando para trs o resultado final: Um objeto de metal ou cermica no formato do polmero em branco original, com densidade e resistncia sem precedentes.
Uma vez que os hidrogis so infundidos com os sais metlicos somente aps a fabricao, a tcnica permite que um nico hidrogel seja transformado em vrios compsitos, cermicas ou metais diferentes.
“Nosso trabalho no somente permite a fabricao de metais e cermicas de subida qualidade com um processo de impresso 3D acessvel e de insignificante dispêndio; ele tambm destaca um novo paradigma na manufatura aditiva, onde a seleo de materiais ocorre aps a impresso 3D, e no antes,” disse o professor Daeyl Ye.
A equipe est agora trabalhando na automao do processo, que permanecer mais rpido usando robs.
[Imagem: Yiming Ji et al. – 10.1002/adma.202504951]
Arquiteturas 3D avanadas
A equipe fabricou intrincadas formas matemticas de trelias, chamadas giroides, usando ferro, prata e cobre, demonstrando a capacidade da tcnica de produzir estruturas fortes, porm complexas.
Para testar a resistncia de seus materiais, a equipe usou um dispositivo chamado mquina de teste universal para utilizar presso crescente aos giroides. “Nossos materiais podem suportar 20 vezes mais presso em comparao aos produzidos com mtodos anteriores, enquanto apresentam somente 20% de retrao contra 60-90%,” contou Ji.
A tcnica principalmente interessante para a fabricao de arquiteturas 3D avanadas, que precisam ser simultaneamente resistentes, leves e complexas, porquê sensores, dispositivos biomdicos ou dispositivos para convertido e armazenamento de vigor. Por exemplo, catalisadores metlicos so essenciais para possibilitar reaes que convertem vigor qumica em eletricidade. Outras aplicaes podem incluir metais de elevada rea superficial com propriedades avanadas de resfriamento para tecnologias de vigor.
Item: Hydrogel-Based Vat Photopolymerization of Ceramics and Metals with Low Shrinkages via Repeated Infusion Precipitation
Autores: Yiming Ji, Ying Hong, Dhruv R. Bhandari, Daryl W. Yee
Revista: Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.202504951
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