Impressora 3D do MIT cria objetos que suportam 160 mil vezes seu próprio peso

Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachussets, nos Estados Unidos, desenvolveram uma técnica que faz com que materiais possam suportar até 160 mil vezes o próprio peso. A ideia utiliza uma impressora 3D para imprimir materiais feitos de diferentes elementos em um formato que aumenta sua resistência.

O novo design é similar a uma grade entrelaçada em nanoescala, o que resulta em uma maior rigidez e força combinadas com baixa densidade. Esta estrutura pode ser aplicada em diferentes materiais, como metais ou polímeros, e obtida através de um processo de impressão em 3D de alta precisão, chamado microestereolitografia.

A tecnologia foi desenvolvida em parceria com o Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL, na sigla em inglês) e foi publicada no jornal científico Science pelos pesquisadores Nicholas Fang, Howon Lee, Qi Ge, do MIT, e Christopher Spadaccini e Xiaoyu Zheng, do LLNL.

A rigidez e a força de um material diminui junto com a densidade, explica Fang. “Mas usando as estruturas matemáticas certas para distribuir o peso, uma estrutura mais leve pode manter sua força”, completa.
A estrutura geométrica para estas microestruturas já havia sido determinada há uma década, mas o processo de transferir esse conhecimento para algo que poderia ser impresso demorou anos.

“Nós descobrimos que mesmo um material leve como aerogel possui rigidez comparável a alguns tipos de borracha sólida e 400 vezes mais forte que materiais de densidade similar. Estas amostras podem aguentar uma carga com peso 160 mil vezes superior ao seu próprio”, aponta Fang.

Até o momento, os pesquisadores testaram a estrutura em três materiais diferentes, feitos com metal, cerâmica e polímeros, e todos demonstraram as mesmas propriedades. “Este material é um dos mais leves do mundo, mas opera com rigidez quatro ordens de magnitude superior a de outros materiais com densidade similar”, diz o pesquisador Christopher Spadaccini.

A nova tecnologia pode ser útil em ambientes onde haja a necessidade de combinar rigidez com força e baixo peso, como em estruturas a serem usadas no espaço, ou mesmo em baterias para dispositivos portáteis. A estrutura também pode conduzir som e ondas elásticas de maneira uniforme, abrindo o caminho para seu uso em materiais acústicos.

*Imagem capa meramente ilustrativa, por Bruno Girão