O conceito de impressão 4D surge a partir da impressão 3D, acrescentado a dimensão tempo, permitindo criar objetos tridimensionais inteligentes, ou seja, que com o passar do tempo e mediante estímulos externos, como temperatura, luz ou pH, mudam de forma. Uma equipa de investigadores da UC, liderada por Ana Paula Piedade, usou bactérias como ‘ferramentas vivas’ para produzir celulose, um polímero natural bastante versátil, como matéria-prima para este processo de impressão.
A equipa investiu tempo no processo de recrutamento e seleção, com a identificação de um conjunto de bactérias com mais capacidades para a função, a partir da Coleção de Culturas de Bactérias da UC. A ‘fábrica’ iniciou depois a laboração até se obter a celulose necessária para produzir um material que possibilitasse a impressão 4D. Ana Paula Piedade explica que “as celuloses obtidas foram misturadas com polímeros dissimilares (com propriedades diferentes de cada uma das celuloses) e, a partir daí, produzimos os biocompósitos e desenvolvemos os filamentos adequados à impressão 4D”, cita o comunicado de imprensa.
Durante o processo, a equipa teve de enfrentar e ultrapassar desafios complexos, com o maior deles a ser a “reversibilidade do material, ou seja, garantir que o mesmo material que assume diferentes formas mediante estímulos externos é capaz de, por si mesmo, voltar ao formato original. A tecnologia 4D permite que o material se transforme e regresse depois à forma inicial”.
A equipa conseguiu imprimir com sucesso vários tipos de objetos, apontando como cenários de utilização “dispositivos que possam atuar em locais onde não há eletricidade, dispositivos capazes de mudar a forma consoante a solicitação mecânica que têm, roupas inteligentes para atletas de alta competição, que regulam a transpiração em função da temperatura ambiente, e dispositivos biomédicos”.
A proposta é sustentável e de baixo custo porque as bactérias apenas necessitam de ‘comida’ (que pode ser, por exemplo, resíduos alimentares) para produzirem a celulose. A componente ecológica é evidente no facto de “97% do material usado fica na própria peça que é impressa, ou seja, o resíduo produzido é mínimo e, mesmo assim, esse resíduo pode ser usado para a produção de mais filamentos”, sublinha a investigadora. A celulose obtida por este meio é pura e não requer tratamentos de purificação, ao contrário da que é obtida a partir das árvores.
Na fase seguinte, a equipa vai centrar-se no desenho de estruturas para aplicações específicas e que possam tirar vantagem deste efeito 4D.
O projeto conta com financiamento de 250 mil euros pela Fundação para a Ciência e Tecnologia e por fundos europeus (COMPETE 2020), além da colaboração do Instituto Politécnico de Leiria.
