Robôs Auto-Reparáveis Podem Se Recuperar de Danos Sem Ajuda Humana

Cientistas desenvolveram um hidrogel que imita a pele humana, combinando força, flexibilidade e capacidades de autocura.

Criado por pesquisadores da Universidade Aalto e da Universidade de Bayreuth, esse material pode reparar 80-90% dos cortes em apenas quatro horas e cicatrizar completamente em 24 horas, marcando um avanço significativo na ciência dos materiais

O inovador design do hidrogel é baseado em nanofolhas de argila ultrafinas que criam uma densa rede de polímeros, aumentando sua durabilidade enquanto preserva sua capacidade de auto-reparo. Os pesquisadores alcançaram isso misturando um pó de monômero com água contendo nanofolhas e expondo a solução à luz UV.

“A radiação UV da lâmpada faz com que as moléculas individuais se liguem umas às outras, de modo que tudo se transforma em um sólido elástico – um gel”, explicou Chen Liang, um dos autores do estudo, conforme relatado em Interesting Engineering.

A chave para a capacidade de auto-regeneração do hidrogel reside no emaranhamento de seus polímeros. “Emaranhamento significa que as finas camadas de polímero começam a se torcer uma em torno da outra como pequenos fios de lã, mas em uma ordem aleatória”, disse Hang Zhang da Universidade Aalto, conforme relatado no Eurekalert.

“Quando os polímeros estão totalmente emaranhados, eles se tornam indistinguíveis um do outro. Eles são muito dinâmicos e móveis a nível molecular, e quando você os corta, eles começam a se entrelaçar novamente”, acrescentou.

Uma amostra de um milímetro de espessura do hidrogel contém cerca de 10.000 camadas de nanofolhas, tornando-o tão rígido quanto a pele humana, mas mantendo a flexibilidade. A rápida cicatrização e durabilidade do material o tornam um candidato promissor para aplicações em pele artificial, robótica suave e tecnologias biomédicas.

“Este trabalho é um exemplo emocionante de como os materiais biológicos nos inspiram a procurar novas combinações de propriedades para materiais sintéticos. Imagine robôs com peles robustas e auto-regenerativas ou tecidos sintéticos que se reparam autonomamente”, disse Olli Ikkala da Universidade de Aalto, conforme relatado no Eurekalert.

“É o tipo de descoberta fundamental que pode renovar as regras do design de materiais,” acrescentou ele.

As nanofolhas de argila sintética usadas no hidrogel foram desenvolvidas pelo Professor Josef Breu na Universidade de Bayreuth. O estudo, publicado em Nature Materials, representa um grande passo em direção a materiais inspirados na biologia que poderiam transformar várias indústrias, desde a cicatrização de feridas até a entrega de medicamentos e a robótica.

Embora as aplicações no mundo real ainda estejam em desenvolvimento, o potencial dessa tecnologia é imenso.

Pesquisadores acreditam que, com mais melhorias, tecidos sintéticos auto-regenerativos, peles robóticas flexíveis e materiais médicos com capacidades de reparo autônomas podem se tornar realidade em breve.