Um processo que usa calor para alterar a disposição dos ananãis moleculares em uma cadeia química cria ganãis imprima­veis em 3D com uma variedade de propriedades funcionais, de acordo com um estudo de Dartmouth.

Os pesquisadores descrevem o novo processo como "captura cinanãtica". Os limitadores moleculares - ou redutores de velocidade - regulam o número de ananãis que va£o para uma cadeia de pola­mero e também controlam as distribuições dos ananãis. Quando os ananãis são agrupados, eles armazenam energia cinanãtica que pode ser liberada, como ocorre quando uma mola comprimida éliberada.

Os pesquisadores do Ke Functional Materials Group usam o calor para mudar a distribuição dos ananãis e então usam a umidade para ativar as diferentes formas do objeto impresso .

O processo de impressão de objetos com diferentes resistências meca¢nicas usando uma única tinta pode substituir a necessidade cara e demorada de usar várias tintas para imprimir itens com propriedades maºltiplas.

"Este novo manãtodo usa calor para produzir e controlar tintas 3D com variedades de propriedades", disse Chenfeng Ke, professor assistente de química e pesquisador saªnior do estudo. "a‰ um processo que pode tornar a impressão 3D de objetos complexos mais fa¡cil e menos dispendiosa."

As tintas de impressão 3D mais comuns apresentam composições moleculares uniformes que resultam em objetos impressos com uma única propriedade, como a rigidez ou elasticidade desejada. Imprimir um objeto com várias propriedades requer o processo que consome muita energia e tempo de preparar diferentes tintas projetadas para funcionarem juntas.

Ao introduzir um "aumento de velocidade" molecular, os pesquisadores criaram uma tinta que muda a distribuição dos ananãis moleculares ao longo do tempo. Os ananãis irregulares também transformam o material de um pa³ em um gel de impressão 3D.

"Este manãtodo nos permitiu usar a temperatura para criar formas complexas e torna¡-las agudas em diferentes na­veis de umidade", disse Qianming Lin, estudante de pós-graduação pesquisador em Dartmouth e primeiro autor do estudo.

Imprimir a mesma flor usando os manãtodos atuais de impressão 3D traria o desafio extra de combinar diferentes materiais impressos.

"As diferentes partes deste objeto vão da mesma tinta de impressão", disse Ke. "Eles tem composições químicas semelhantes, mas diferentes números de ananãis moleculares e distribuições. Essas diferenças da£o ao produto resistências meca¢nicas drasticamente diferentes e fazem com que ele responda a  umidade de maneira diferente."

O estudo, publicado na Chem , acessa os estados " metaesta¡veis " de retenção de energia de estruturas moleculares feitas de ciclodextrina e polietilenoglicol - substâncias comumente usadas como aditivos alimentares e amaciantes de fezes. Ao instalar os redutores de velocidade no polietilenoglicol, os objetos impressos em 3D tornam-se atuadores que respondem a  umidade para mudar de forma.

De acordo com a equipe de pesquisa, esforços futuros para refinar a molanãcula permitira£o o controle preciso de maºltiplos estados metaesta¡veis, permitindo a impressão de "atuadores de resposta rápida" e robôs macios usando fontes de energia sustenta¡veis, como variação de umidade.

Os objetos impressos resultantes podem ser usados ​​para dispositivos médicos ou em processos industriais.