Eles descobrem uma nova técnica para produzir látex 3D

Com o avanço da sociedade tecnológica, novos projetos de pesquisa são desenvolvidos. Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores do Instituto de Inovação em Macromoléculas (MII) da Virginia Tech, da Faculdade de Ciências e da Faculdade de Engenharia trabalhou em conjunto para encontrar uma maneira produtiva de imprimir borracha de látex em 3D.

De acordo com Timothy Long, professor de química e co-pesquisador principal: “Minha filosofia é que esse tipo de inovação só pode ser alcançado quando você faz parceria com pessoas que são muito diferentes de você. Este projeto representa o exemplo quintessencial de pesquisa interdisciplinar. Nenhum de nossos laboratórios poderia conseguir isso sem o outro. "

O látex, um material elástico e flexível, é um grupo de polímeros que podem ser enrolados . Ao adicionar fotoiniciadores e outros compostos a uma mistura de látex líquido, a equipe integrou uma estrutura de suporte ao seu processo de polimerização 3D.

Essa nova técnica produziu um novo material de látex que apresentou coesão aprimorada, podendo levar à sua aplicação futura em áreas como robótica flexível, dispositivos médicos e amortecedores , já que a tecnologia permite que o material seja fabricado em formas geométricas complexas.

"Quando eu era um estudante de pós-graduação trabalhando nesta tecnologia, estávamos entusiasmados em obter um desempenho único das formas que poderíamos criar, mas a suposição subjacente era que teríamos que nos contentar com materiais muito pobres", disse Christopher Williams, professor da LS Randolph. . de engenharia mecânica no MII. "O que tem sido tão emocionante nesta descoberta é ser capaz de ultrapassar o limite do que assumimos ser o limite de desempenho de um material impresso."

Impressão 3D e látex

A impressão 3D por estereolitografia (que utiliza resina para impressoras 3D ) permite fabricar geometrias precisas e complexas. Os objetos contêm redes de polímeros, algumas das quais podem ser frágeis e, por vezes, apresentar elasticidade limitada.

Para que objetos elastoméricos possam ser impressos em 3D para uso final em diversas aplicações, eles precisam ser deformados reversivelmente a altos níveis de alongamento. Para alcançar esse objetivo, a quantidade de ligações cruzadas foi reduzida, o que exigiu uma abordagem diferente por parte da equipe da VTU.

“O látex encontra-se num estado quase zen”, explicou Viswanath Meenakshisundaram. “Se adicionarmos qualquer coisa a ele, perderá completamente a sua estabilidade e entrará em colapso.” Para resolver este problema, a equipa da VTU desenvolveu uma técnica que utiliza precursores de rede solúveis em água para criar um arcabouço ajustável , que envolve as partículas de látex e estimula a sua fusão.

O novo método também aproveita as propriedades mecânicas do polímero disperso, sem interromper as complexas características geométricas definidas durante o processo de impressão 3D. 

“Ao projetar o andaime, a coisa mais importante com que se preocupar é a estabilidade de tudo”, acrescentou Phil Scott, estudante do quinto ano de ciências macromoleculares e engenharia no MII Long Research Group. 

Durante a fase de impressão 3D, a equipe da VTU usou uma impressora 3D personalizada para fotoiniciar a mistura de polímero. A nova abordagem da equipe também permitiu a fabricação de moldes elásticos robustos e reutilizáveis, que poderiam ser usados ​​para moldar geometrias complexas.