Além dos ossos, nosso corpo é quase inteiramente composto de tecido biológico mole. E itens como implantes médicos ou eletrônicos quase sempre contêm pelo menos alguns componentes rígidos. Embora cada vez mais dispositivos estejam sendo desenvolvidos para uso em nossos corpos, esses dispositivos tendem a não ser muito... “parecidos com o corpo”.

Embora esses dispositivos contenham alguns materiais sintéticos mais macios, há sempre uma linha clara onde os materiais macios e duros se conectam. Esses limites podem causar desconforto, redução da função e falha mecânica quando estressados.

Na natureza, os tecidos biológicos muitas vezes evitam esses limites abruptos, fazendo uma transição gradual de baixa para alta rigidez à medida que são esticados de um ponto a outro. Por exemplo, os tendões proporcionam uma transição suave do tecido muscular relativamente macio para o osso duro.

Um novo tipo de resina de impressão 3D poderia mudar isso, dando aos objetos individuais durezas variadas.

Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e da MetaCorp agora replicaram essa propriedade em uma resina de impressão 3D tiol-eno-epóxi "de um único recipiente". Como outras resinas fotossensíveis, esta resina muda do estado viscoso para o estado sólido quando exposta à luz. Ao projetar esses padrões em cavidades laterais transparentes de resina, são criados objetos.

Neste caso, porém, a intensidade da luz determina a dureza do sólido. Assim, variando estrategicamente a intensidade da luz ao longo do processo de confecção, é possível fazer com que um único objeto transite gradativamente da suavidade em uma área para a dureza em outra. A tenacidade do material também aumenta em até 10 vezes ao longo do gradiente.

Numa demonstração da tecnologia, os cientistas usaram-na para imprimir um dispositivo multifuncional montado no dedo que pode converter mensagens de texto em Braille. Quando conectado a uma bomba de ar, o dispositivo vestível empurra o ar para dentro e para fora de uma almofada que pressiona as pontas dos dedos do usuário, reproduzindo a sensação de tocar caracteres Braille em relevo.

"Este trabalho tem investigado se podemos projetar um gradiente mecânico contínuo de macio a rígido em um único sistema de resina", disse o cientista-chefe, Dr. Sijia Huang, do LLNL. “Aqui estamos imprimindo tudo o que vemos, apenas usando a dose de luz para controlar o módulo.”

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado recentemente na revista Matter.