A impressão 3D de metais já é uma realidade impressionante, mas imagine se pudéssemos fazer o metal “crescer” como se fosse uma planta? Cientistas da Escola Politécnica Federal
A impressão 3D de metais já é uma realidade impressionante, mas imagine se pudéssemos fazer o metal “crescer” como se fosse uma planta? Cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) na Suíça, liderados por Yiming Ji, estão explorando essa ideia inovadora com uma nova técnica bioinspirada que promete revolucionar a fabricação de peças metálicas complexas e de alta resistência. Preparem-se para um futuro onde a alquimia encontra a tecnologia!
A equipe da EPFL se inspirou na natureza para criar um método de “cultivo de metais” que utiliza um hidrogel como base para o crescimento das peças. Diferente dos métodos tradicionais de impressão 3D, que usam resinas pré-infundidas com precursores metálicos, essa nova técnica começa com a criação de uma estrutura tridimensional a partir de um hidrogel simples à base de água. É como plantar uma semente!
O hidrogel é então infundido com sais metálicos, que são convertidos quimicamente em nanopartículas metálicas. Essas nanopartículas permeiam a estrutura do hidrogel, “alimentando” o crescimento do metal. O processo é repetido em ciclos, aumentando a concentração de metal e, essencialmente, fazendo a peça metálica “crescer” gradualmente. Achei genial a analogia com o cultivo, realmente dá pra visualizar o processo!
Após 5 a 10 ciclos de crescimento, uma etapa final de aquecimento queima o hidrogel restante, revelando o produto final: um objeto de metal ou cerâmica no formato do polímero original, com densidade e resistência impressionantes. Segundo o artigo publicado na Advanced Materials (Ji et al., 2025), os materiais produzidos com essa técnica podem suportar até 20 vezes mais pressão em comparação com os métodos anteriores, com uma retração de apenas 20% (contra 60-90% dos métodos tradicionais). É um salto enorme!
Uma das maiores vantagens dessa técnica é a sua versatilidade. Como os hidrogéis são infundidos com os sais metálicos somente após a fabricação da estrutura, um único hidrogel pode ser transformado em diversos compósitos, cerâmicas ou metais diferentes. “Nosso trabalho não apenas permite a fabricação de metais e cerâmicas de alta qualidade com um processo de impressão 3D acessível e de baixo custo; ele também destaca um novo paradigma na manufatura aditiva, onde a seleção de materiais ocorre após a impressão 3D, e não antes,” explica o professor Daeyl Ye. É como ter um “jardim” de possibilidades!
As aplicações para essa técnica são vastíssimas. A equipe da EPFL já demonstrou a capacidade de fabricar formas geométricas complexas, como giroides, utilizando ferro, prata e cobre. Essas estruturas são ideais para aplicações que exigem materiais resistentes, leves e complexos, como sensores, dispositivos biomédicos e dispositivos para conversão e armazenamento de energia. Imaginem as possibilidades para a criação de exoesqueletos mais leves e resistentes, ou até mesmo para a fabricação de componentes de naves espaciais!
A equipe da EPFL está agora trabalhando na automação do processo, com o objetivo de torná-lo mais rápido e eficiente com o uso de robôs. Mal posso esperar para ver essa tecnologia sendo aplicada em larga escala, transformando a forma como produzimos objetos metálicos e abrindo caminho para um futuro de materiais mais avançados e personalizados. Que venham os metais “cultivados”!
