Considere a gama de possibilidades de materiais impressos 4-D que se transformam debaixo d'água, ou fibras que se encaixam em uma forma particular quando são cortadas de uma tela plana, ou persuadir as areias movediças do oceano a construir ilhas artificiais, e você terá uma ideia da amplitude da pesquisa que Skylar Tibbits, Professor associado de pesquisa em design do MIT no Departamento de Arquitetura, persegue.

O Laboratório de Auto-montagem de Tibbits no MIT demonstrou, por meio de estudos em um tanque de água simulando as condições do oceano, que geometrias específicas podem gerar praias e barras de areia auto-organizadas. Para testar essa abordagem no mundo real, o laboratório está atualmente conduzindo experimentos de campo com base em seu trabalho de laboratório com um grupo chamado Invena nas Maldivas - uma cadeia de ilhas, ou atóis, no Oceano Índico, muitos dos quais estão em risco de erosão e, na pior das hipóteses, submersão devido ao aumento do nível do mar.

O vento e as ondas naturalmente criam barras de areia no ambiente oceânico e, com a mesma naturalidade, as arrastam para longe. A ideia do projeto das Maldivas é aproveitar a força das ondas e sua interação com bexigas subaquáticas especificamente colocadas para promover o acúmulo de areia onde é mais necessário para proteger as frentes costeiras de inundações. em vez de construir barreiras terrestres que são inevitavelmente desgastadas ou superadas.

A areia por si só pode não garantir a permanência nessas ilhas "direcionadas", portanto, o Laboratório de Auto-montagem espera incorporar a vegetação em esforços futuros, com base em motivos clássicos da engenharia paisagística, como florestas de mangue que ancoram um ecossistema. "Nas bexigas debaixo d'água, você poderia semeá-los com vegetação para mantê-los, "Tibbits disse em uma apresentação na Conferência de Pesquisa e Desenvolvimento do Programa de Ligação Industrial do MIT em 13 de novembro.

Tibbits também discutiu suas colaborações na "impressão 4-D, "objetos que são formados por impressão 3D multimaterial, mas projetados para se transformar ao longo do tempo, se essa transformação é ativada por estresse mecânico, absorção de água, exposição à luz, ou algum outro mecanismo. Um método para criar materiais adaptáveis ​​é emparelhar dois materiais diferentes que se expandem ou contraem em taxas diferentes. Em uma colaboração com Stratasys e Autodesk, ele projetou um único fio de material que, assim que é imerso na água, dobra-se nas letras M — I — T.

Trabalhando com a BMW, o Laboratório de Auto-montagem projetou conjuntos de almofada de silicone que são impressos em 3D em líquido e podem ser inflados célula por célula, mudando assim sua forma geral, rigidez, ou movimento. Este material pode ser a base para assentos mais confortáveis ​​que se ajustam a passageiros individuais.

O Laboratório de Auto-montagem está conduzindo pesquisas têxteis ativas em colaboração com o Ministério do Abastecimento, empresa especializada em extrusão de fibra Hills Inc., a Universidade do Maine, e a Iowa State University. Até aqui, o grupo produziu fios de suéter que podem ser aquecidos para se adequar ao formato do corpo de um usuário individual, com uma meta de longo prazo de produzir têxteis adaptáveis ​​ao clima. Este trabalho é parcialmente financiado pela Advanced Functional Fabrics of America, e essa parte da pesquisa é administrada por meio do Laboratório de Pesquisa de Materiais.

O Laboratório de Auto-montagem também desenvolveu um método para imprimir metal líquido em 3-D em pó que cria peças totalmente formadas que podem ser retiradas do pó. As peças são feitas de um material que pode ser fundido novamente para formar novas peças.

Usando materiais à base de carbono em um projeto para a Airbus, o Laboratório de Auto-montagem desenvolveu lâminas finas que podem se dobrar e enrolar sozinhas para controlar o fluxo de ar para o motor. O trabalho de carbono "programável" foi realizado com Carbitex LLC, Autodesk, e o Centro de Bits e Átomos do MIT.

Para um projeto de cadeira com Biesse e Wood-Skin, o Self-Assembly Lab projetou uma pequena mesa que combina painéis de fibra de madeira impressos em 3D e tecidos pré-tensionados. A mesa pode ser enviada plana, em seguida, pule para vários arranjos diferentes devido à flexibilidade do tecido.

Ao imprimir em 3D um material mais rígido em um padrão circular em uma malha plana, por exemplo, os pesquisadores mostraram que cortar o círculo do plano achatado faz com que ele se encaixe em uma forma de parábola hiperbólica. Os pesquisadores incluem o professor de ciência da computação do MIT Erik Demaine; Christophe Guberan, um designer de produto visitante da Suíça; e David Costanza MA '13, SM '15.

Tibbits trabalhou com a Steelcase para desenvolver um processo de impressão 3-D de plástico em líquido para peças de móveis, chamada impressão líquida rápida. Este processo imprime em um banho de gel para fornecer suporte para as peças impressas e minimizar o efeito da gravidade. Com essa técnica de impressão, eles podem imprimir peças em escala de centímetro a metro em minutos a horas, com uma variedade de materiais industriais de alta qualidade, como borracha de silicone, poliuretano, e acrílicos.

O tema comum a todos esses diferentes projetos é a crença de Tibbits de que o futuro da produção industrial reside no poder transformador de aproveitar o smart, materiais programáveis. "Queremos pensar sobre o que vem a seguir e ver se podemos realmente liderar isso, "Tibbits diz.

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.