p Usando um flash de câmera disponível no mercado, os pesquisadores transformaram uma folha comum de óxido de grafeno em um material que se dobra quando exposto à umidade. Eles então usaram esse material para fazer um rastreador semelhante a uma aranha e um robô com garras que se movem em resposta à mudança de umidade sem a necessidade de qualquer energia externa. p "O desenvolvimento de materiais inteligentes, como óxido de grafeno responsivo à umidade, é de grande importância para a automação e robótica, "disse Yong-Lai Zhang da Universidade de Jilin, China, e líder da equipe de pesquisa. "Nosso método muito simples para fazer óxidos de grafeno inteligentes típicos também é extremamente eficiente. Uma folha pode ser preparada em um segundo."

p No jornal Optical Materials Express , da The Optical Society (OSA), os pesquisadores relataram que as folhas de óxido de grafeno tratadas com breve exposição à luz brilhante na forma de um flash de câmera exibiram curvatura reversível em ângulos de zero a 85 graus em resposta à mudança de umidade relativa entre 33 e 86 por cento. Eles também demonstraram que seu método é repetível e que os robôs simples que criaram têm boa estabilidade.

p Embora outros materiais possam mudar de forma em resposta à umidade, os pesquisadores experimentaram materiais à base de grafeno porque eles são incrivelmente finos e têm propriedades únicas, como flexibilidade, condutividade, resistência mecânica e biocompatibilidade. Essas propriedades tornam o grafeno ideal para amplas aplicações em vários campos. Por exemplo, a excelente biocompatibilidade do material pode permitir que o óxido de grafeno responsivo à umidade seja usado em sistemas organ-on-a-chip que simulam a mecânica e a resposta fisiológica de órgãos inteiros e são usados ​​para a descoberta de drogas e outras pesquisas biomédicas.

p Fazendo um material sensível à umidade

p Outros grupos mostraram que o óxido de grafeno pode ser responsivo à umidade por meio de uma reação química chamada redução, que remove o oxigênio das moléculas. Na verdade, os pesquisadores demonstraram anteriormente que tanto a luz solar quanto a ultravioleta podem induzir o efeito. Contudo, essas abordagens eram difíceis de controlar com precisão e não muito eficientes.

p A equipe de pesquisa experimentou usar um flash de câmera, que normalmente cobre uma ampla faixa espectral, como uma maneira simples e eficaz de criar grafeno responsivo à umidade. O flash da câmera permitiu aos pesquisadores remover o oxigênio de, ou reduzir, apenas um lado de uma folha de óxido de grafeno. Quando a umidade está presente, o lado reduzido do óxido de grafeno absorve menos moléculas de água, fazendo com que o lado não reduzido se expanda e a folha dobre em direção ao lado reduzido. Se o material for então exposto ao ar seco, ele fica plano.

p Os pesquisadores descobriram que manter o flash a cerca de 20 a 30 centímetros de distância da folha de óxido de grafeno foi o suficiente para modificar seletivamente a camada superior da folha sem penetrar todo o caminho para o outro lado. A folha também precisa ter mais de 5 mícrons de espessura para evitar que seja completamente reduzida pela exposição do flash.

p Robôs de grafeno

p Para fazer um rastreador movido a umidade, os pesquisadores cortaram o óxido de grafeno tratado com flash em um formato de inseto com quatro patas. O rastreador autônomo tinha cerca de 1 centímetro de largura e avançou quando a umidade aumentou. Desligar e ligar a umidade várias vezes induziu o rastreador a se mover 3,5 milímetros em 12 segundos, sem fornecimento externo de energia.

p Os pesquisadores também criaram um formato de garra colando oito fitas de 5 por 1 milímetros de óxido de grafeno tratado com flash em forma de estrela. Quando a umidade estava presente, a garra fechou em 12 segundos. Ele voltou à posição aberta após 56 segundos de exposição ao ar seco.

p "Esses robôs são simples e podem ser manipulados com flexibilidade alterando a umidade do ambiente, "disse Zhang." Esses projetos são muito importantes porque mover e capturar / liberar são funções básicas de sistemas automatizados. "

p Zhang acrescentou que a integração do grafeno responsivo à umidade em um sistema de microcanais conectado ao controlador de umidade pode permitir um controle ainda mais preciso e outros tipos de robôs ou máquinas simples. Os pesquisadores agora estão trabalhando em maneiras de melhorar o controle da dobra do material e experimentando maneiras de obter um desempenho mais complexo de robôs feitos de óxido de grafeno responsivo à umidade.