Investigadores do Instituto Coreano de Tecnologia Química, da Universidade de Hanyang e da Universidade de Sejong desenvolveram recentemente uma tecnologia de impressão 4D baseada em polímeros ricos em enxofre, capaz de responder a estímulos térmicos, luminosos e magnéticos. Os resultados foram publicados na revista Advanced Materials.
O processo de refinação de petróleo gera grandes quantidades de enxofre elementar como subproduto. De acordo com o Mineral Commodity Summaries 2025 do Serviço Geológico dos Estados Unidos, a produção global de enxofre em 2024 foi de aproximadamente 85 milhões de toneladas. O desenvolvimento de tecnologias para transformar este material abundante em um recurso de alto valor é cada vez mais importante, com os "plásticos de enxofre" a ganharem atenção como materiais circulares.
Os plásticos de enxofre podem transmitir luz infravermelha que os plásticos tradicionais não conseguem, sendo adequados para lentes de câmaras infravermelhas. Além disso, possuem a capacidade de capturar metais pesados, podendo ser usados em sistemas de purificação de água. Estas características tornam-nos uma escolha de material ecológica e favorável à economia circular.
Apesar das vantagens, os plásticos de enxofre apresentam baixa fluidez devido à sua densa rede de ligações cruzadas internas, dificultando a impressão 3D de estruturas complexas. A equipa de investigação superou este problema ao projetar uma rede polimérica de enxofre com ligações cruzadas mais soltas, permitindo a extrusão e impressão fácil do material.
Controlando o teor de enxofre e a estrutura de ligação cruzada do polímero, os investigadores conseguiram impressão 4D com propriedades de memória de forma. Estas estruturas podem deformar-se autonomamente sob ação de calor ou luz, sem necessidade de sistemas mecânicos. Apenas oito segundos de exposição a um laser infravermelho próximo são suficientes para desencadear uma soldadura química, permitindo a união de componentes impressos sem adesivos e possibilitando a fabricação de estruturas 4D complexas.
Ao incorporar 20% de partículas magnéticas, a equipa desenvolveu robôs macios com menos de 1 centímetro, capazes de se mover autonomamente sem fonte de energia externa. Combinando memória de forma e resposta magnética, os robôs podem executar ações seguindo um campo magnético externo.
A tecnologia possui capacidade de fabricação em ciclo fechado: as estruturas 4D após o uso podem ser derretidas e reutilizadas como matéria-prima para impressão, alcançando 100% de reciclagem do material e estabelecendo um sistema completo de ciclo de recursos. O Dr. Dong-June Kim do Instituto Coreano de Tecnologia Química afirmou: "Esta investigação representa o primeiro exemplo de upcycling de resíduos industriais de enxofre em materiais robóticos avançados. Materiais inteligentes capazes de se mover autonomamente e serem reciclados deverão tornar-se um motor fundamental para os futuros robôs macios e tecnologias de automação."
Detalhes da publicação: Autores: National Research Council of Science and Technology; Título: 4D printing technology uses waste sulfur to enable self-actuating soft robots; Publicado em: Advanced Materials (2025).
