Micromáquinas de metal e plástico impulsionadas por magnetismo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/11/2020

As micromáquinas são primeiro projetadas em computador, para oferecerem o melhor desempenho em reação ao campo magnético.
[Imagem: Alcântara et al. - 10.1038/s41467-020-19725-6]

Microveículos

Pesquisadores desenvolveram uma técnica para fabricar máquinas com dimensões na faixa dos micrômetros (milésimos de milímetro) de comprimento, interligando vários materiais de uma forma complexa.

O objetivo é criar microrrobôs para uso na medicina, tão minúsculos que possam manobrar através de nossos vasos sanguíneos e levar medicamentos até pontos específicos do corpo.

Por enquanto são apenas "micromáquinas" de metal e plástico, mas o fato de esses dois materiais estarem interligados como elos de uma corrente permite que as máquinas sejam guiadas à distância.

Como regra, as micromáquinas são impulsionadas usando campos magnéticos, o que significa que elas precisam ter peças metálicas, mas que têm o inconveniente de serem pouco maleáveis. Por sua vez, os polímeros têm a vantagem de poderem ser usados para construir componentes moles e flexíveis, bem como partes que se dissolvem dentro do corpo.

Se um medicamento estiver embutido nesse tipo de polímero solúvel, é possível fornecer seletivamente substâncias ativas a determinados pontos do corpo.

"Metais e polímeros têm propriedades diferentes, e os dois materiais oferecem vantagens específicas na construção de micromáquinas. Nosso objetivo era aproveitar todas essas propriedades simultaneamente, combinando os dois," explicou o brasileiro Carlos Alcântara, atualmente no Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique, na Suíça.

O molde permite trabalhar com múltiplos materiais.
[Imagem: Alcântara et al. - 10.1038/s41467-020-19725-6]

Método de produção híbrido

Carlos e seus colegas desenvolveram um novo método de fabricação partindo de uma técnica de impressão 3D de alta precisão, conhecida como litografia 3D. Este método primeiro é usado para produzir uma espécie de molde ou gabarito para as micromáquinas.

Esses moldes têm ranhuras e canais que funcionam como um negativo, podendo ser preenchidos com os materiais escolhidos. Usando deposição eletroquímica, eles preenchem algumas das ranhuras com metal e outras com polímeros, antes de dissolver o molde com solventes.

Como uma prova de princípio da fabricação de micromáquinas com materiais interligados, a equipe criou vários veículos com chassis de plástico e rodas de metal, todas movimentadas por meio de um campo magnético giratório. Alguns dos veículos podem ser impulsionados sobre uma superfície de vidro, enquanto outros - dependendo do polímero usado - podem flutuar em uma superfície líquida ou navegar pelo líquido como minúsculos submarinos.

A equipe agora planeja refinar suas micromáquinas de dois componentes e fazer experiências com outros materiais. Além disso, eles tentarão criar máquinas mais complexas, incluindo algumas que possam se dobrar e desdobrar, para passar por canais complexos, como o sistema vascular dos seres vivos.

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