Resumo: A impressão 3D vem sendo uma grande ajuda para a fabricação de
materiais. Este estudo avaliará a impressão 3D de polímeros condutores, com
base em poli (3,4-etilendioxitiofeno): sulfonato de poliestireno (PEDOT: PSS),
suas propriedades antes e depois de ser impresso.
Foi
projetado uma tinta polimérica com propriedades reológicas favoráveis para a
impressão 3D tendo alta resolução, alta relação de aspecto e fabricação
altamente reproduzível de polímeros condutores. Geralmente estes tipos de
polímeros são utilizados em forma de solução de polímero cuja baixa viscosidade
impede seu uso direto para a impressão 3D.
Neste
estudo os cientistas usaram uma tinta de polímero condutor imprimível em 3D de
alto rendimento baseada em PEDOT: PSS. Com a viscosidade do polímero se
observou que dependia diretamente da concentração das nanofibras de PEDOT:PSS,
uma baixa viscosidade provoca a dispersão lateral das tintas impressas em 3D
sobre o substrato e uma alta viscosidade obstrui os bicos de impressão. Portanto,
buscou-se uma concentração intermediária de nanofibras para que seja capaz de
ser imprimível com propriedades reológicas ótimas.
Esta
tinta pode ser armazenada durante um mês em condições ambientais sem alguma
variação da sua capacidade de impressão. Depois da impressão 3D, se secam e é
recozido os polímeros condutores para eliminar algum solvente residual e assim
facilitar a formação de domínios cristalinos ricos em PEDOT, e a posterior
filtração entre as nanofibras de PEDOT:PSS. As estruturas de PEDOT:PSS puro e
seco podem ser convertidas facilmente em hidrogéis estáveis mediante uma inchaço
em um ambiente úmido.
A
condutividade em estado seco é cinco vezes maior que em seu estado hidrogel. A
flexibilidade deste polímero condutor impresso em 3D é um pouco maior em seu
estado hidrogel que em seu estado seco, ao ser flexionados por tração e
compressão mostra uma pequena variação da condutividade em ambos estados. Os
polímeros impressos em 3D mostram uma alta capacidade de armazenamento de
carga. Os cientistas realizaram experimentos com
uma sonda neural de sinais bioeletrônicos in
vivo de fácil fabricação, mostrando bons resultados.
Referência:
Hyunwoo Yuk, Baoyang Lu, Shen Lin, Kai Qu, Jingkun Xu, Jianhong Luo & Xuanhe Zhao.
3D printing of
conducting polymers. Nature
Communications. March 30, 2020
Redação: Dennis Gonzales
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