Imprimindo o futuro:Adaptando a química para microóptica 3D inorgânica
Esboço de composição multimaterial representando uma célula microfluídica. Após impressão e revelação, o precursor para vidro/cerâmica é exposto para ser recozido. Crédito:Tendências em Química (2024). DOI:10.1016/j.trechm.2023.12.005 Em uma publicação recente na revista Trends in Chemistry , pesquisadores da Universidade de Twente investigam o potencial da impressão 3D de cerâmica em microóptica. Essas minúsculas estruturas cerâmicas podem ser potencialmente usadas para gerar luz e armazenar informações. "Vamos fazer cerâmicas tão pequenas que possam manipular a luz."
Tal como acontece com muitas publicações, o artigo começou com estudantes curiosos. JP Winczewski (ex-Ph.D.), J. Arriaga-Dávila (mestre em Nanotecnologia) e C. Rosero-Arias (Ph.D.) mergulharam na impressão 3D de cerâmica além da nossa visão. “Em vez de imprimir algo enorme, decidimos fazer o contrário e fazer estruturas impressas extremamente pequenas”, diz Arturo Susarrey-Arce, professor assistente do grupo de pesquisa de Sistemas Químicos de Mesoescala da Universidade de Twente.
As cerâmicas são muito poderosas no campo da microóptica devido às suas propriedades de interação luz-matéria. A velocidade da luz no vácuo é conhecida por ser imbativelmente rápida. No entanto, o vidro e a cerâmica têm um índice de refração mais elevado, o que significa que a luz fica mais lenta enquanto se propaga através do material adequado. “Olhando para o futuro, a cerâmica arquitetada em 3D pode contribuir para a comunicação óptica e circuitos de luz com a combinação e composição correta de materiais”, diz Susarrey-Arce.
Como o nome sugere, a impressão 3D implica moldar com precisão microópticas em todas as três dimensões. “A miniaturização normalmente ocorre em 2D, mas ainda há muito espaço na terceira dimensão”, explica Susarrey-Arce. Porém, para avançar, ainda há desafios a serem superados. Por exemplo, a impressão em cerâmica 3D deve cumprir características essenciais.
Para integrar a impressão cerâmica 3D em microópticas de baixa temperatura, os pesquisadores precisam alcançar microarquiteturas perfeitas com a mais alta precisão espacial. Esse aspecto depende parcialmente da disponibilidade de diversas resinas que alteram suas propriedades quando expostas à luz, permitindo a impressão simultânea. O desenvolvimento de tais resinas continua a ser um desafio para os químicos sintéticos, um desafio que enfrentamos diariamente no laboratório.
Mais informações: JP Winczewski et al, Tailoring chemistry for inorganic 3D micro-optics, Trends in Chemistry (2024). DOI:10.1016/j.trechm.2023.12.005 Informações do diário: Tendências em Química
