Plástico com mil faces:Uma única folha de Nafion permite produzir uma ampla paleta de complexas estruturas 3D. No jornal Angewandte Chemie , pesquisadores descrevem como eles usam "programação" química simples para induzir a folha a se dobrar usando princípios de origami e kirigami. Essas dobras podem ser repetidamente "apagadas" e a folha pode ser "reprogramada".

Todos nós vimos os guindastes e flores de lótus produzidos em uma folha de papel por mãos experientes. Origami é a arte tradicional japonesa de dobrar que transforma o papel em estruturas tridimensionais complexas sem o uso de adesivo. Kirigami é uma técnica relacionada em que o papel é cortado estrategicamente antes de dobrar. Ambas as técnicas encontraram aplicação na tecnologia moderna.

Adebola Oyefusi e Jian Chen, da University of Wisconsin - Milwaukee (EUA), apresentam agora uma nova variação desta técnica. Eles "programaram" quimicamente a folha de Nafion de modo que o calor faça com que ela se dobre em formas tridimensionais complexas. A folha também pode ser "desprogramada". Nafion é um polímero que pode "lembrar" sua forma, de modo que um pedaço esticado de folha retornará à sua forma inicial após o aquecimento.

O segredo desse truque é o seguinte:o Nafion pode ser protonado em um ambiente ácido e desprotonado em um ambiente básico. Quando protonado, Nafion esticado encolhe a temperaturas acima de 100 ° C, quando desprotonado, deve ser aquecido acima de 260 ° C. Enquanto a temperatura permanecer dentro desta faixa, apenas as regiões do Nafion que são protonadas encolherão. O Nafion desprotonado está "bloqueado" e não encolhe. Os pesquisadores fazem uso disso programando as informações necessárias para dobrar na forma de um padrão de regiões "desbloqueadas" em um pedaço esticado de folha de Nafion que foi "bloqueado" com hidróxido de potássio. O padrão é "pintado" na folha usando ácido clorídrico. Quando aquecido acima de 100 ° C, a folha encolhe na região das linhas e dobra-se ao longo desses "vincos".

Os cientistas fizeram algumas estruturas simples e outras complexas, como um pássaro e um padrão de rasgo em zigue-zague comum na prática técnica; painéis solares para satélites, por exemplo, são transportados dobrados e podem ser espalhados com apenas um movimento. A química ácido-base simples e o aquecimento "apagaram" as estruturas e as folhas de nafião puderam ser codificadas e dobradas de uma nova maneira.

As estruturas 3D feitas de Nafion podem ser usadas como um molde mestre. Isso pode ser usado para lançar um molde secundário de plásticos como polidimetilsiloxano, que pode então ser usado para fazer componentes moldados a partir de uma ampla variedade de materiais, incluindo polímeros, cerâmica, ou metal. Os moldes mestre reprogramáveis ​​economizam tempo, dinheiro, e resíduos porque podem ser reutilizados diretamente sem um processo de reciclagem caro.