Pesquisadores em Zurique reproduziram o David de Michelangelo como uma miniatura em metal. Sua conquista destaca o potencial de um método especial de impressão 3-D desenvolvido na ETH.

Ali está ele, de pé sobre seu pedestal:David de Michelangelo. Uma estátua mundialmente famosa que quase todas as crianças podem reconhecer. Mas este David tem apenas 1 milímetro de altura, pedestal incluído, e não é feito de mármore como o original de 5,17 metros, mas de cobre puro.

Foi criado com impressão 3D por Giorgio Ercolano de Exaddon, um desdobramento do Cytosurge spin-off de ETH, junto com a equipe liderada pelo Professor ETH Tomaso Zambelli do Laboratório de Biossensores e Bioeletrônica. Zambelli e sua equipe desenvolveram a técnica 3-D há alguns anos. Os cientistas podem usá-lo para criar estruturas metálicas em escala nanométrica e micrométrica.

O componente central do processo é uma micropipeta acoplada a um cantilever; isso permite monitorar a força com que a ponta da pipeta toca o substrato. Com esta montagem, os pesquisadores podem depositar eletroquimicamente metais dissolvidos em um substrato eletricamente condutor com alto grau de precisão. Graças à medição de força óptica que automatiza o processo, eles podem construir estruturas metálicas minúsculas camada por camada. A Exaddon adotou este método de impressão micrometal e o melhorou, particularmente no que diz respeito à sua velocidade.

Tornando geometrias complicadas imprimíveis

Ercolano já imprimiu este micro-David para destacar o potencial da tecnologia. Antes disso, a maioria dos pesquisadores havia criado colunas ou bobinas minúsculas. "Contudo, o processo nos permite imprimir estruturas ou geometrias de todos os níveis de complexidade, "Diz Ercolano. A escultura foi impressa de uma só vez, sem suportes ou modelos, e não requer qualquer queima ou têmpera. Ercolano e seus colegas acabam de publicar seus resultados na revista Micromachines.

Os dados da escultura de David estão disponíveis gratuitamente na internet. "Eu poderia até ter impresso a sala em que a estátua está - os dados incluem isso também!" diz Ercolano com uma risada. Mas ele optou por ajustar o conjunto de dados para que pudesse reproduzir David sem a sala de exposição.

Limite de tamanho inferior definido por resolução

Ercolano imprimiu David em dois tamanhos:primeiro como uma escultura de apenas 1 milímetro de altura, e então um dez vezes menor. "A figura menor é tão alta quanto o pedestal da maior, "diz ele. Mas com estruturas tão pequenas, alcançar a resolução necessária torna-se problemático. Microbjetos metálicos impressos normalmente começam em 1 micrômetro (µm), e para objetos mais complexos e detalhados, os tamanhos variam de 100 µm a 1 mm. Em termos de tempo, também, o modelo de 1 mm está muito longe daquele que é dez vezes menor:o dispositivo precisou de 30 horas para criar o "grande" David, mas apenas 20 minutos para a versão menor.

Teoricamente, o sistema pode imprimir objetos de até 5 mm de tamanho, mas o cartucho da impressora contém apenas um microlitro de "tinta" - quase o suficiente para fabricar o David maior. Mas também é "tinta" suficiente para imprimir centenas ou mesmo milhares de pequenos objetos, que representa a verdadeira força do processo. O princípio funciona

Zambelli está muito satisfeito com o resultado. "Estamos entusiasmados com o fato de uma tecnologia de nosso laboratório de pesquisa ter chegado à aplicação prática, "o professor da ETH diz, continuando:"Um grupo independente foi capaz de adotar nossa tecnologia de impressão 3-D e até mesmo melhorá-la - o que mostra que ela realmente funciona."

O processo de impressão é de interesse principalmente para a indústria eletrônica. Com este método, os fabricantes poderiam conectar chips de computador ou consertar sistemas microeletrônicos com precisão. Embora outros metais possam ser impressos, como platina, ouro, níquel ou prata, o cobre está em alta demanda. "Nove em cada dez pesquisas são sobre cobre, "Ercolano diz.