Feixes de luz definem novo 3D

Uma equipe de pesquisadores australianos desenvolveu uma tinta que pode ser usada em um conceito de impressão 3D totalmente novo e potencialmente muito mais rápido.

Sob a tecnologia, o feixe de luz de um laser atravessa a tinta, excitando os átomos em seu caminho. Algumas das moléculas mudam de forma ao serem tocadas pela luz, mas não reagem com nada – ainda. Um segundo feixe de luz, de cor diferente, atinge a tinta em outro ângulo, causando contorções em um conjunto diferente de moléculas.

Onde esses feixes de luz se cruzam, as duas moléculas excitadas reagem uma com a outra e se tornam sólidas.

Esta é a ideia que impulsiona a nova técnica de impressão 3D.

“Normalmente, em uma impressora 3D, o jato de tinta se move em duas dimensões, imprimindo lentamente uma camada 2D antes de subir para imprimir outra camada por cima”, diz Sarah Walden, pesquisadora do Centro de Ciência de Materiais da Universidade de Tecnologia de Queensland.

"Mas, usando essa tecnologia, você pode ter uma folha bidimensional inteira ativada e imprimir a folha inteira de uma vez."

Essa tecnologia está prestes a ser lançada no mercado - mas há algumas coisas que a impedem.

"Essas impressoras de duas cores estão sendo desenvolvidas agora. Há uma comercial no mercado", diz Walden.

No momento, é difícil encontrar substâncias que respondam a tons específicos de luz – e reajam entre si. É aqui que entra a pesquisa de Walden e seus colegas.

"Estamos fazendo tintas que podem ser usadas nesse tipo de impressão e achamos que isso pode realmente acelerar a taxa de impressão de materiais em 3D", diz Walden.

A equipe acaba de publicar um artigo na Nature Communications descrevendo uma dessas tintas.

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"Tentamos muitas coisas que não funcionaram, como você faz na pesquisa. Foi ótimo finalmente encontrar um sistema que se comporta", diz Walden.

O sistema funciona manipulando duas substâncias: uma, um tipo de produto químico chamado azobenzeno, e a outra, um tipo de ceteno. Esses dois produtos químicos não reagem entre si em condições típicas. Mas quando as moléculas são expostas à luz (luz vermelha ou verde no caso do azobenzeno, luz ultravioleta no caso do ceteno), cada uma muda de forma para uma forma que as faz reagir umas com as outras para formar um composto sólido.

Esse truque significa que, na ausência de ambos os tons de luz, nada acontece com a substância – o que significa que ela pode ser usada em processos de fabricação subsequentes.

"Usamos as cores da luz para basicamente transformá-las em suas formas reativas", resume Walden.

"Mas se eles não encontram um parceiro de reação, eles simplesmente voltam para suas formas não reativas. Então, quando desligarmos a luz, não haverá nenhuma reação ocorrendo posteriormente."

Os pesquisadores inicialmente testaram o processo com um laser sintonizável nos laboratórios QUT, mas depois conseguiram replicá-lo com diodos emissores de luz (LEDs) disponíveis comercialmente.

Walden diz que, até agora, a tecnologia tem sido usada para fazer objetos de prova de conceito portáteis.

"Fizemos poucos materiais em nosso laboratório, então sabemos que esse processo de duas cores funciona", diz ela.

A equipe interdisciplinar quer encontrar outros produtos químicos que possam responder à luz e uns aos outros dessa forma.

"Você pode começar a pensar em materiais do tipo biocompatível com luz visível - mas isso está bem adiantado", diz Walden.

Originalmente publicado pela Cosmos como Uma impressora 3D que usa feixes de luz cruzados para definir sua tinta

Ellen Phiddian é jornalista científica da Cosmos. Ela é bacharel (com honras) em química e comunicação científica e mestre em comunicação científica, ambos pela Australian National University.

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