p Uma equipe de engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveu uma tinta magnética que pode ser usada para fazer baterias de autocura, sensores eletroquímicos e vestíveis, circuitos elétricos à base de têxteis. p O ingrediente principal da tinta são as micropartículas orientadas em uma determinada configuração por um campo magnético. Por causa da maneira como eles são orientados, partículas em ambos os lados de uma lágrima são atraídas magneticamente umas às outras, fazendo com que um dispositivo impresso com a tinta se autocure. Os dispositivos reparam rasgos de até 3 milímetros - um recorde no campo dos sistemas de autocura.

p Os pesquisadores detalham suas descobertas na edição de 2 de novembro da Avanços da Ciência .

p "Nosso trabalho é uma promessa considerável para aplicações práticas generalizadas para dispositivos eletrônicos impressos de longa duração, "disse Joseph Wang, diretor do Center for Wearable Sensors e presidente do departamento de nanoengenharia da UC San Diego.

p Os materiais de autocura existentes requerem um gatilho externo para iniciar o processo de cicatrização. Eles também levam de alguns minutos a vários dias para funcionar. Por contraste, o sistema desenvolvido por Wang e colegas não requer nenhum catalisador externo para funcionar. O dano é reparado em cerca de 50 milissegundos (0,05 segundos).

p Os engenheiros usaram a tinta para imprimir baterias, sensores eletroquímicos e vestíveis, circuitos elétricos à base de têxteis (ver vídeo). Eles então começaram a danificar esses dispositivos, cortando-os e separando-os para criar lacunas cada vez maiores. Os pesquisadores danificaram repetidamente os dispositivos nove vezes no mesmo local. Eles também infligiram danos em quatro locais diferentes no mesmo dispositivo. Os dispositivos ainda se curaram e recuperaram sua função enquanto perdiam um mínimo de condutividade.

p Por exemplo, os nanoengenheiros imprimiram um circuito de autocura na manga de uma camiseta e o conectaram com uma luz LED e uma bateria tipo moeda. Os pesquisadores então cortaram o circuito e o tecido em que foi impresso. Nesse ponto, o LED apagou. Mas então, em poucos segundos, ele começou a ligar novamente quando os dois lados do circuito se juntaram novamente e se curaram, restaurando a condutividade.

p "Queríamos desenvolver um sistema inteligente com impressionantes habilidades de autocura e fácil de encontrar, materiais baratos, "disse Amay Bandodkar, um dos primeiros autores dos artigos, que obteve seu Ph.D. no laboratório de Wang e agora é pesquisador de pós-doutorado na Northwestern University.

p Fabricação

p O grupo de pesquisa de Wang é líder na área de sensores vestíveis impressos, então, sua equipe de nanoengenheiros naturalmente passou a usar a tinta como ponto de partida para seu sistema de autocura.

p Os engenheiros carregaram a tinta com micropartículas feitas de um tipo de ímã comumente usado em pesquisas e feito de neodímio, Um leve, metal prateado. O campo magnético das partículas é muito maior do que seu tamanho individual. Essa é a chave para as propriedades de autocura da tinta, porque a atração entre as partículas leva ao fechamento de rasgos que têm milímetros de largura.

p As partículas também conduzem eletricidade e são baratas. Mas eles têm propriedades eletroquímicas pobres, tornando-os difíceis de usar em dispositivos eletroquímicos, como sensores, por conta deles. Para remediar este problema, pesquisadores adicionaram negro de fumo à tinta, um material comumente usado para fazer baterias e sensores.

p Mas os pesquisadores perceberam que os campos magnéticos das micropartículas, quando em sua configuração natural, cancelaram um ao outro, que os roubou de suas propriedades curativas. Os engenheiros resolveram isso imprimindo a tinta na presença de um campo magnético externo, que garantiu que as partículas se orientassem para se comportar como um ímã permanente com dois pólos opostos na extremidade de cada dispositivo impresso. Quando o dispositivo é cortado em dois, as duas peças danificadas atuam como ímãs diferentes que se atraem e se autocuram.

p No futuro, os engenheiros imaginam fazer tintas diferentes com ingredientes diferentes para uma ampla gama de aplicações. Além disso, eles planejam desenvolver simulações de computador para testar diferentes receitas de tinta de autocura in silico antes de testá-las no laboratório.