De acordo com pt.wedoany.com-O Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST, reitor Bae Joong-sik) anunciou em 20 de julho que uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Il-Kwon Oh, do Departamento de Engenharia Mecânica, desenvolveu uma estrutura de superdeformação acionada por energia fototérmica. Utilizando um único processo com laser ultravioleta, a equipe fez com que uma fina chapa de liga com memória de forma de níquel-titânio (SMA) se projetasse de uma superfície plana para formar uma forma tridimensional sob iluminação.
Dispositivos vestíveis e robôs macios da próxima geração precisam ser finos e leves, além de serem capazes de mudar de forma quando necessário. Essa tecnologia é considerada a base para displays de forma, superfícies adaptativas, interfaces vestíveis e robôs macios. A equipe de pesquisa projetou padrões de corte e dobra precisos em uma fina chapa metálica plana, permitindo que ela se transformasse em uma forma tridimensional pré-determinada, com princípios de design baseados na arte do kirigami.
Ligas com memória de forma são metais especiais que, mesmo após deformação, retornam a uma forma pré-programada quando aquecidos a uma temperatura específica. Devido ao seu peso leve e capacidade de gerar forças significativas, são amplamente utilizadas como materiais-chave em atuadores para robôs macios e dispositivos vestíveis. No entanto, os atuadores tradicionais de liga com memória de forma acionados por energia fototérmica enfrentam uma limitação: a superfície da liga de níquel-titânio (NiTi) não absorve eficientemente a luz infravermelha próxima. Para compensar essa deficiência, geralmente é necessário revestir separadamente uma camada de absorção de luz, como óxido de grafeno, compósitos poliméricos ou filmes finos de nitreto de titânio (TiN). Esses revestimentos externos podem descascar durante operações repetidas, exigem processamento adicional e podem aumentar a capacidade térmica, retardando a velocidade de resposta, impondo limitações tanto na fabricabilidade quanto no desempenho do atuador.
Para resolver esse problema, a equipe de pesquisa utilizou a técnica de microusinagem a laser ultravioleta para formar estruturas de kirigami em finas chapas de liga com memória de forma (SMA), enquanto simultaneamente gerava uma camada micro-nano porosa de óxido de titânio (TiOₓ) na superfície por meio de oxidação induzida a laser. Como resultado, sem a necessidade de qualquer revestimento externo separado, a absorção de luz infravermelha próxima foi significativamente melhorada. A equipe também realizou uma plataforma onde, ajustando parâmetros estruturais, como largura da dobradiça e largura da fenda, a altura da deformação tridimensional e a força resultante podem ser controladas com precisão. O núcleo da pesquisa reside em programar simultaneamente o modo de deformação mecânica da estrutura e a eficiência de absorção de luz em uma única estrutura metálica.
Além disso, a equipe aplicou uma técnica de padronização com controle espacial do grau de oxidação induzida a laser. Diferentes regiões podem se deformar sequencialmente em velocidades diferentes sob a mesma intensidade uniforme de luz. Os pesquisadores descreveram isso como "controle de acionamento espaço-temporal", significando que a ordem e o tempo da deformação são codificados diretamente nas propriedades de absorção de luz do próprio material, sem a necessidade de qualquer controle elétrico separado.
A equipe de pesquisa integrou ainda a superestrutura SMA fototérmica com uma matriz de LEDs de infravermelho próximo (NIR) multicanal, expandindo-a para um display de forma tridimensional e uma interface tátil. Cada unidade de kirigami SMA se move independentemente de acordo com a luz aplicada seletivamente. Com base nisso, a equipe exibiu com sucesso a sequência de letras K→A→I→S→T e realizou sinais de navegação tátil indicando direções.
O professor Il-Kwon Oh afirmou que essa tecnologia de programação a laser é uma plataforma amigável à fabricação, que codifica a deformação mecânica e as propriedades ópticas em uma única estrutura metálica sem a necessidade de qualquer processo de revestimento separado. Essa tecnologia pode ser amplamente aplicada em superfícies adaptativas, interfaces táteis interativas e robôs macios fototérmicos para a próxima geração de interfaces de deformação inteligente controladas por luz. O estudante de mestrado em Engenharia Mecânica, Hyunsoo Kim, é o primeiro autor, e o professor Il-Kwon Oh é o autor correspondente. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista internacional Advanced Science e selecionados para a contracapa interna do Volume 13, Edição 31, publicada em 4 de junho de 2026.
