Um grupo de cientistas sul-coreanos desenvolveu a primeira tecnologia de impressão 4D do mundo que converte enxofre, um resíduo industrial do refino de petróleo, em materiais promissores para robótica flexível. Essa solução resolve simultaneamente o problema do descarte de resíduos, a seleção de matérias-primas para a produção de robôs e a questão do descarte dos próprios robôs ao final de sua vida útil. Curiosamente, a pesquisa foi financiada pelas Forças Armadas dos EUA, que têm interesse em robótica flexível.
Fonte da imagem: Advanced Materials 2025
Como os pesquisadores corretamente apontam, milhões de toneladas de enxofre são geradas anualmente, sendo que normalmente são simplesmente armazenadas ou descartadas. Uma nova abordagem permite o processamento dessa matéria-prima em polímeros de alto teor de enxofre — PSNs (poli(fenileno polissulfeto)), que possuem propriedades únicas de memória de forma e respondem a estímulos externos como calor, luz ou campos eletromagnéticos.
Ao contrário da impressão 3D convencional, a impressão 4D adiciona um fator de variabilidade, ou tempo, como acreditam os cientistas. Especificamente, as estruturas impressas são capazes de mudar de forma e se mover autonomamente em resposta a fatores externos, sem o uso de motores ou fontes de energia. O calor e a luz deformam a estrutura ou os membros robóticos de acordo com a memória de forma desejada, e a adição de aproximadamente 20% de pó magnético ao enxofre permite que os corpos robóticos se movam de forma controlada em campos magnéticos.
Pesquisadores criaram inúmeros microrrobôs experimentais com pouco mais de um centímetro de comprimento, capazes de navegar em espaços de difícil acesso, administrar medicamentos dentro do corpo e realizar diversas outras tarefas. As propriedades do polímero de enxofre permitem a soldagem simples de partes individuais do robô com um laser infravermelho, sem deixar emendas, apenas fundindo as junções em uma única estrutura. Por exemplo, cientistas montaram uma réplica da Sagrada Família de Gaudí, em Barcelona, utilizando esse método.
A principal vantagem da tecnologia é a reciclagem completa e potencialmente infinita de matérias-primas em um ciclo de produção fechado. Após o uso, os robôs ou estruturas podem ser completamente derretidos e reutilizados como matéria-prima para impressão sem perder suas propriedades ou volume. Isso resolve os principais problemas dos robôs flexíveis tradicionais: resistência limitada, necessidade de fontes de energia e preocupações ambientais.