Ciência

O material robótico macio realista reage à luz ao se deslocar e se mover

O material robótico macio realista reage à luz ao se deslocar e se mover



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Pesquisadores da Northwestern University criaram uma família de materiais sintéticos macios que mudam e se movem como criaturas vivas.

Chamado de "matéria macia robótica" pela equipe da Northwestern, os materiais se dobram, giram e rastejam nas superfícies quando a luz os atinge. Eles se movem sem nenhum hardware ou software que lhes diga para fazer isso, nem mesmo sistemas hidráulicos sofisticados fazem o trabalho.

A equipe acredita que sua criação pode ser útil em certas aplicações em energia, remediação ambiental e em medicina avançada.

Seu estudo foi publicado em Materiais da Natureza na segunda-feira.

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Criaturas vivas como modelos

"Vivemos em uma era em que dispositivos cada vez mais inteligentes estão sendo desenvolvidos constantemente para nos ajudar a gerenciar nossas vidas diárias", disse Samuel I. Stupp, da Northwestern, que liderou os estudos.

"A próxima fronteira está no desenvolvimento de uma nova ciência que trará materiais inertes à vida para nosso benefício - projetando-os para adquirir capacidades de criaturas vivas."

Pode até parecer que os materiais em movimento são um processo natural, mas foi necessária alguma ciência avançada para fazê-los mudar dessa forma. Eles são compostos por conjuntos de peptídeos em nanoescala que movem toda a água para fora do material. Essas matrizes de peptídeos foram ligadas a redes de polímero por Stupp, que foram então projetadas para reagir à luz azul.

Assim que a luz atinge a estrutura, a rede muda da absorção de água (hidrofílica) para a drenagem (hidrofóbica). Conforme os materiais empurram a água para fora de sua estrutura, ela se contrai e se move. E quando a luz é desligada, a água é absorvida de volta pelo material, o que o faz se expandir e voltar ao seu estado original.

Esses movimentos são muito semelhantes à forma como nossos músculos humanos funcionam, o que inspirou Stupp e sua equipe em primeiro lugar.

"Dos sistemas biológicos, aprendemos que a magia dos músculos é baseada na conexão entre conjuntos de pequenas proteínas e polímeros de proteínas gigantes que se expandem e se contraem", explicou Stupp. "Os músculos fazem isso usando um combustível químico em vez de luz para gerar energia mecânica."

A razão pela qual os materiais são capazes de girar e se deslocar de maneiras diferentes depende de onde a luz os atinge. Mudar a direção da luz enquanto ela já está focando no material fará com que eles girem ou rastejem de certas maneiras.

Os materiais podem ser feitos em quase qualquer formato, o que os torna extremamente úteis para uma série de tarefas, desde cirurgia cerebral até limpeza ambiental.

"Esses materiais podem aumentar a função de robôs soft necessários para pegar objetos frágeis e depois liberá-los em um local preciso", afirma Stupp.

"Na medicina, por exemplo, materiais macios com características 'vivas' podem se dobrar ou mudar de forma para recuperar coágulos sanguíneos no cérebro após um derrame. Eles também podem nadar para limpar os suprimentos de água e água do mar ou mesmo realizar tarefas de cura para reparar defeitos em baterias, membranas e reatores químicos. "


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