Princípios importantes
- O crescente campo de materiais auto-reparáveis pode um dia significar gadgets que não precisam de reparos.
- Pesquisadores desenvolveram nanocristais auto-reparáveis que podem ser usados em semicondutores.
- Pesquisadores australianos demonstraram recentemente uma maneira de ajudar o plástico impresso em 3D a se curar à temperatura ambiente usando apenas luzes.
Esqueça a substituição de peças quebradas, pois seu smartphone um dia poderá se curar sozinho.
Pesquisadores dizem ter descoberto nanocristais auto-reparáveis que podem ser usados em semicondutores. Os nanocristais são destinados a painéis solares, mas podem ter uma ampla gama de usos na eletrônica. É parte de um esforço crescente para encontrar materiais que se consertem para reduzir o desperdício.
"Os usuários agora poderão reparar rachaduras em circuitos anteriormente inacessíveis manualmente", disse o especialista em tecnologia Jonathan Tian à Lifewire em uma entrevista por e-mail. "Normalmente, quando essas quebras ocorrem, todo o chip (ou mesmo todo o dispositivo) pode ser descartado. Além disso, ao prolongar a vida útil dos sistemas elétricos, a tecnologia de autocorreção reduzirá a quantidade de lixo eletrônico que entra no meio ambiente."
Cure a si mesmo
Embora os materiais de autocura possam parecer ficção científica de filmes como O Exterminador do Futuro ou Homem-Aranha, eles estão se tornando realidade. Cientistas do Instituto de Tecnologia de Israel desenvolveram recentemente semicondutores de nanocristais ecológicos capazes de autocura.
O processo usa um grupo de materiais chamados perovskitas duplas que exibem propriedades de autocura após serem danificados pela radiação de um feixe de elétrons. As perovskitas, descobertas pela primeira vez em 1839, atraíram recentemente a atenção dos cientistas devido às características eletro-ópticas únicas que as tornam altamente eficientes na conversão de energia, apesar da produção barata. As perovskitas podem ser úteis em células solares.
As nanopartículas de perovskita foram produzidas em laboratório usando um processo curto e simples que envolveu o aquecimento do material por alguns minutos. Um microscópio eletrônico de transmissão causou falhas e buracos nos nanocristais.
Os investigadores "viram que os buracos se moviam livremente dentro do nanocristal, mas evitavam suas bordas", escreveu a equipe em um comunicado à imprensa. "Os pesquisadores desenvolveram um código que analisou dezenas de vídeos feitos usando o microscópio eletrônico para entender a dinâmica do movimento dentro do cristal. Eles descobriram que buracos se formavam na superfície das nanopartículas e depois se moviam para áreas energeticamente estáveis no interior."
Campo Crescente
O campo de materiais auto-reparáveis está se expandindo rapidamente. Por exemplo, pesquisadores australianos demonstraram recentemente uma maneira de ajudar o plástico impresso em 3D a se curar à temperatura ambiente usando apenas luzes. A equipe da Universidade de Nova Gales do Sul mostrou que adicionar um "pó especial" à resina líquida usada no processo de impressão pode ajudar mais tarde a fazer reparos rápidos e fáceis caso o material se quebre.
As luzes LED padrão brilhantes podem reparar o plástico impresso em cerca de uma hora, o que causa uma reação química e fusão das duas peças quebradas.
Os pesquisadores afirmam que todo o processo torna o plástico reparado ainda mais forte do que antes de ser danificado. Espera-se que um maior desenvolvimento da técnica ajude a reduzir os resíduos químicos no futuro.
"Em muitos lugares onde você usa um material polimérico, você pode usar essa tecnologia", disse Nathaniel Corrigan, um dos membros da equipe, em um comunicado à imprensa. "Então, se um componente falhar, você pode consertar o material sem ter que jogá-lo fora. Há um benefício ambiental óbvio porque você não precisa ressintetizar um material novo toda vez que ele quebra. Estamos aumentando a vida útil desses materiais, o que reduzirá o desperdício de plástico."
Bram Vanderborght, professor da Vrije Universiteit Brussel na Bélgica, faz parte de uma equipe que trabalha em garras robóticas autorreparáveis. As garras usam polímeros auto-reparáveis e destinam-se ao uso em ambientes onde os robôs são frequentemente danificados. "Mas essa tecnologia e nosso trabalho também têm aplicações além da aplicação atual", disse ele à Lifewire em uma entrevista por e-mail.
Robôs de autocura podem fornecer mais autonomia no futuro.
"Podemos esperar progresso no desenvolvimento de sistemas de materiais tolerantes a danos que suportem a funcionalidade eletrônica e robótica", disse Tian. "Esses sistemas podem incluir materiais capazes de detectar danos, relatar o evento e corrigir ou ajustar as propriedades do material para mitigar os danos e evitar falhas ou danos futuros."
