Comportamento do grafeno em material mole na robótica - Ciência e Engenharia de Materiais

Hot

sábado, 12 de setembro de 2020

Comportamento do grafeno em material mole na robótica

 




Resumo: A tecnologia avança cada vez mais, a robótica não é uma exceção, pesquisadores buscam com a ajuda do grafeno e polietileno conseguir programar um material para que se deforme reversivelmente sem a necessidade de um estímulo externo.



A matéria mole é um subcampo da matéria condensada, as quais podem ser polímeros, coloides, espumas, cristais líquidos, componentes mesoscópicos e entre outros. Estes tem um estado físico que os permite se deformar com facilidade ao ser aplicada tensões térmicas. Este tipo de material pode ser encontrado em forma de adesivos, lubrificantes, pinturas e alguns biomateriais.


Pesquisadores estão estudando materiais que possa interagir de maneira segura com os seres vivos ou objetos frágeis, e tendo em mente os materiais moles, estão sendo explorados para a fabricação e controle da robótica mole (robótica com materiais moles) por sua flexibilidade. Com isto a robótica mole pode conseguir respostas complexas quando se tem um estimulo externo.


Atualmente, a robótica mole está presa ou depende de fontes de energia externas e sistemas de controle, o que limita suas aplicações na prática. O desenvolvimento de materiais inteligentes moles para que possam transformar a energia externa em mecânica poderia alcançar uma transformação controlável sem limites.


Os pesquisadores prepararam uma bicamada de grafeno e polietileno empilhados (SGA/PE), ao qual antes da variação de temperatura pode se dobrar ou se deformar, sendo essas mudanças reversíveis, o que é comum em filmes de duas camadas. O diferencial do filme de bicamada SGA / PE é que quando o processo de têmpera é aplicado em um espaço limitado ele rola espontaneamente em um rolo, podendo realizar movimento com luz infravermelha.


Esta propriedade deve-se principalmente ao comportamento elastoplástico assimétrico do SGA, que permite ser aplicado em motores e na robótica mole com alta programabilidade. Apesar desses sucessos, ainda existem certas complicações, como o procedimento de síntese, menor programabilidade e velocidade de resposta lenta devido a mecanismos de trabalho dependentes do tempo, como difusão e organização molecular.


Esta pesquisa nos mostra uma estratégia fácil e rentável para o avanço da robótica mole programáveis sem problemas ou sem dependências de algum estimulo como o calor.


Este artigo está publicado na revista Nature.






Referência:

Shuai Wang, Yang Gao, Anran Wei, Peng Xiao, et al. Asymmetric elastoplasticity of stacked graphene assembly actualizes programmable untethered soft robotics, Nature Communications, 31 de agosto, 2020; DOI: 10.1038/s41467-020-18214-0


Redação: Dennis Gonzales - UNILA