Uma equipe de engenheiros mecânicos da Universidade Duke demonstrou um método inovador de prova de conceito para programar propriedades mecânicas em blocos sólidos semelhantes a peças de Lego. Ao controlar com precisão a força de disposição de centenas de unidades, o método pode permitir que robôs futuros ajustem dinamicamente suas características mecânicas e funções, abrindo novos caminhos para o desenvolvimento da robótica.
Em testes iniciais, os pesquisadores utilizaram vigas tridimensionais em forma de cauda com diferentes configurações para manipular um peixe biomimético, fazendo-o nadar por diferentes trajetórias na água com o mesmo movimento, demonstrando plenamente o potencial da tecnologia. A equipe também vislumbra desenvolver uma versão miniaturizada desta tecnologia, capaz de entrar na corrente sanguínea para monitorar a saúde ou até mesmo se reconfigurar para formar stents adaptativos, trazendo mudanças revolucionárias para a área médica.
Esta pesquisa foi publicada na revista *Science Advances*. Yun Bai, primeiro autor do artigo, explicou: "Estamos trabalhando para criar materiais vivos, semelhantes aos músculos humanos, que possam alterar sua rigidez em tempo real. Embora os materiais de impressão 3D tradicionais permitam personalizar propriedades mecânicas, alterá-las requer reimprimir o objeto. Nosso método supera essa limitação."
Para alcançar este objetivo, os pesquisadores preencheram células individuais com uma mistura de gálio e ferro. Este compósito metálico pode ser sólido ou líquido à temperatura ambiente. O aquecimento por corrente elétrica pode liquefazer qualquer arranjo de células, funcionando de forma análoga à gravação e armazenamento de dados em um disco rígido. Em duas dimensões, o material atua como uma folha fina cuja rigidez e amortecimento podem ser alterados com precisão através de programação, sem necessidade de mudar sua forma ou geometria. Sua flexibilidade é tal que pode simular as propriedades de diversos materiais macios, desde plásticos até borracha.
Em três dimensões, o conceito se torna ainda mais atraente. Os pesquisadores criaram componentes modulares semelhantes a peças de Lego, que podem ser colados e separados livremente. Cada componente contém 27 unidades independentes, que podem ser liquefeitas por calor local gerado por sinais elétricos. O Professor Bai afirmou: "Isso nos permite criar estruturas 3D com diferentes propriedades mecânicas de forma flexível. O congelamento redefine a estrutura para o estado sólido, permitindo sua reprogramação repetida."
No artigo, os pesquisadores colaram 10 cubos para criar uma cauda programável, que foi acoplada a um motor interno de um peixe robótico para testar sua capacidade de natação sob diferentes configurações. Os resultados mostraram que diferentes arranjos das unidades sólidas na cauda levavam a trajetórias de nado completamente distintas para o peixe robótico.
Com base nesta plataforma, os pesquisadores vislumbram usar diferentes metais para criar materiais com diferentes pontos de fusão e congelamento, aplicáveis dentro do corpo humano. Eles também acreditam que o dispositivo pode ser miniaturizado para funcionar em espaços confinados, como vasos sanguíneos humanos ou sistemas eletrônicos de precisão. O Professor Ni declarou: "Nosso objetivo é usar este compósito para construir sistemas maiores, criando materiais flexíveis e programáveis para robôs, permitindo que executem uma variedade de tarefas em diversos ambientes."
Mais informações: Autores: Yun Bai et al., Título: "Digital composites with reprogrammable phase architecture", Publicado em: *Science Advances* (2026). Informação da revista: *Science Advances*
