Pesquisadores da Universidade Pública de Navarra (UPNA/NUP), parte dos institutos Smart Cities (ISC) e InaMat2, manipularam remotamente um compósito feito de termoplástico e pó de ferro usando calor e campos magnéticos, alcançando "um grau de controle nunca visto antes da."

O compósito, classificado como matéria programável, pode ser manipulado remotamente no ar, na água ou no interior de tecidos biológicos, abrindo possibilidades para o desenvolvimento de dispositivos biomédicos, telas táteis e manipuladores de objetos.

Os autores desta pesquisa, publicada em Scientific Reports , são Josu Irisarri, Íñigo Ezcurdia, Xabier Sandúa, Itziar Galarreta, Iñaki Pérez de Landazábal e Asier Marzo.

Matéria programável é definida como um material capaz de modificar suas propriedades de forma programática. "Ele pode mudar sua forma, rigidez ou outras propriedades físicas de maneira controlada", diz Asier Marzo. Até agora, métodos ópticos ou magnéticos foram usados ??para controlar remotamente a matéria. "No entanto, ambos os procedimentos têm limitações: o primeiro, em termos de força; e o último, em relação ao tamanho mínimo dos detalhes alcançáveis ??- resolução espacial."

Os pesquisadores do UPNA/NUP usaram um compósito de termoplástico e pó de ferro. O primeiro é rígido a 27°C, mas torna-se maleável quando aquecido em um processo reversível. Por outro lado, o pó de ferro pode se misturar com o termoplástico e é atraído por campos magnéticos. O composto foi submetido a padrões térmicos e campos magnéticos.

Graças a essa combinação, "é demonstrado um grau de controle sem precedentes", segundo o principal autor do artigo, Josu Irisarri. Para isso, o composto é aquecido em locais específicos que se tornam maleáveis ??e podem ser atraídos por campos magnéticos. "As áreas quentes solidificam quando esfriam e o processo pode ser repetido", acrescenta Josu Irisarri.

Os pesquisadores realizaram várias manipulações remotas usando luz, calor e ímãs no compósito. Por exemplo, um filamento foi aquecido no centro, tornando-o maleável. Depois, um campo magnético puxou das laterais para curvá-lo ao longo da área pré-aquecida. O filamento solidificou ao esfriar. Este processo foi repetido várias vezes para formar letras diferentes usando um único fio.

Em um segundo experimento, uma folha de material foi aquecida por um laser em pontos específicos. Depois, um campo magnético atraiu esses pontos e, ao esfriarem, solidificaram-se formando um padrão em Braille. Este processo foi repetido para padrões mais complexos .

No terceiro experimento, um bloco de material foi aquecido com luz infravermelha e elevado por um campo magnético para formar uma coluna. Em seguida, um ponto da coluna foi aquecido e, novamente, por meio de um campo magnético, um galho secundário foi arrancado, formando uma árvore.

No teste final, o material foi inserido em um balão simulador de pulmão, que é opticamente opaco. Ele foi aquecido com microondas e, quando os campos magnéticos foram aplicados, o material dentro do balão pode ser expandido para um determinado tamanho.

Para resumir, o material pode ser movido, girado, dobrado, esticado, contraído, dividido, fundido, levantado, derretido e esculpido em figuras ou padrões em Braille. Além disso, em seu estado sólido , pode suportar pesos pesados.

“Demonstramos manipulações complexas em blocos 3D, folhas 2D e filamentos 1D, que terão aplicações em exibições táteis e manipulação de objetos”, diz Asier Marzo.

Além das tecnologias táteis, os pesquisadores do UPNA/NUP vislumbram outras possibilidades. “Devido à baixa temperatura de transição e à capacidade de aquecimento através de materiais opacos usando micro-ondas, o compósito pode ser manipulado dentro do tecido biológico , oferecendo grande potencial para dispositivos biomédicos”, conclui Asier Marzo.