Um grupo de cientistas do Instituto de Tecnologia de Harbin, na China, criou metamateriais inteligentes impressos em 4D capazes de se reprogramarem para diferentes tarefas sem necessidade de ferramentas ou infra-estruturas adicionais.

Esses metamateriais são feitos de polímeros com memória de forma, que normalmente retornam à sua forma original, mas podem incorporar outros materiais para assumir múltiplas formas, permitindo-lhes realizar diversas acções em resposta a diferentes estímulos (multirresponsivos). Os protótipos sintetizados pela equipa podem torcer, dobrar, endurecer ou amolecer em resposta à luz, calor, electricidade ou campos magnéticos.

Podem também manter várias formas simultaneamente e alternar entre elas conforme necessário, algo que os metamateriais fabricados até hoje não conseguiam fazer após o processo de fabrico.

“Este é um passo em direcção a materiais verdadeiramente inteligentes que se adaptam como sistemas vivos”, explicou o professor Jinsong Leng. “Estamos a passar de projectos estáticos para materiais que podem sentir, decidir e agir.”

De acordo com o site Inovação Tecnológica, o segredo da funcionalidade dos metamateriais reside nos elementos básicos que os compõem, conhecidos como meta-átomos ou nanoantenas. São esses componentes fundamentais, e não a sua composição química, que determinam as propriedades do material como um todo.

“A ciência dos materiais está a evoluir”, argumenta o professor Jinsong Leng

A equipa estudou como pequenas partes dentro do material — ligamentos e nós — afectam a sua resistência e flexibilidade. Usando essas informações, projectaram materiais cuja forma e rigidez podem ser cuidadosamente controladas e alteradas sempre que necessário.

Os usos potenciais dos metamateriais activos variam desde o armazenamento seguro de informações, onde a mensagem só aparece sob o estímulo certo, até sistemas robóticos flexíveis que adaptam a sua rigidez em tempo real.

Os pesquisadores afirmam que os metamateriais prometem há muito tempo propriedades mecânicas incomuns, mas até agora estavam presos a designs fixos. Esta descoberta leva-os definitivamente para o campo da fabricação adaptativa, visando aplicações na indústria aeroespacial, robótica e muito mais.

“A ciência dos materiais está a evoluir”, argumenta o professor Leng. “O futuro não se resume apenas a construir estruturas mais resistentes ou leves. Trata-se de criar materiais que possam pensar e realizar várias tarefas simultaneamente.”